[发明专利]含稀土铝硅合金高真空压铸高延伸率热处理方法

说明书

一种含稀土铝硅合金高真空压铸高延伸率热处理方法，通过将真空压铸铝合金试棒置于箱式时效炉中，先以6‑8℃/s速率升温到240℃后保温20‑30min，然后继续以4‑6℃/s速率升温到440、460或480℃后保温2小时，随后在80℃水中冷却，再以3℃/s速率升温至180℃后保温2小时，时效后空冷。对比相同铸造工艺下铸态试棒性能。本发明采用固溶时效方案，通过添加低成本混合稀土，铝合金的延伸率得到显著提升。

技术领域

本发明涉及的是一种新能源汽车制造领域的技术，具体一种通过添加低成本混合镧-铈稀土，真空度在50-100Mbar的压铸铝合金高延伸率热处理方法，主要用于新能源汽车。

背景技术

铝合金具有密度轻、耐腐蚀性好、比强度和刚度高、低温性能好的优良特性，广泛应用于航天航空、汽车、电子电器领域。Al-Si系合金是典型的铸造铝合金，具有流动性好、铸件可制造性好的优势，目前已经在汽车工业中广泛应用。传统汽车铝合金铸造类零部件一般采用重力铸造、砂型铸造等，内部往往存在气孔、缩松等缺陷，因此在高温固溶处理过程中，铸件表面会出现鼓泡、宏观变形，影响壳体性能。随着新能源汽车的推广，电机壳体、电池壳体的应用越来越普遍。由于内部包裹零件的特殊性，壳体零件需要提高延伸率来保证不发生断裂，保证壳体内部环境的稳定性。因此，有必要通过真空压铸减少铸件本身的内部缺陷，开发出一种适合真空压铸铸件热处理工艺来提升铝合金的延伸率。

现有提升铸造铝合金延伸率的方案以调整合金成分为主，如增加Cu的含量，形成Al₂Cu强化相，提升延伸率；增加Ti、Zr、V等细化晶粒，通过细晶强化提升延伸率。但是添加的Cu和Ti、Zr、V的成本非常昂贵，无形中增加了铸造铝合金的成本。且容易形成偏析和成品不均匀现象。中国发明专利201710640233.1(锆锶复合微合金化和镁合金化的高硬度耐腐蚀铝硅铜系铸造铝合金及制备方法)的专利公开了一种Zr、Sr复合微合金化和Mg合金化的耐腐蚀高强度的Al-Si-Cu系铸造合金及制备方法。其中存在如下缺点：控制Cu的含量超过1.0％，容易导致凝固区间增大，形成铸造缺陷；Mg含量过高，进一步降低延伸率，使得延伸率低于6％。

发明内容

本发明提出一种含稀土铝硅合金高真空压铸高延伸率热处理方法，并通过添加低成本混合镧-铈稀土，优化合金成分和组织，利用稀土净化有害杂质元素、细化晶粒，达到细晶强化。控制合金中Fe的含量，减少针状FeAl₃含量，消除Fe的有害影响，提升延伸率。控制Mg含量，通过Mn元素来补偿Mg元素，减小因Mg含量过高而降低延伸率。另外，通过固溶时效，控制时间和温度，进一步提高延伸率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明通过将真空压铸铝合金置于箱式时效炉中，先以6-8℃/s速率升温到240℃后保温20-30min，然后继续以4-6℃/s速率升温到440-480℃后保温2小时，随后在80℃水中冷却，再以3℃/s速率升温至180℃后保温2小时，时效后空冷。

所述的真空压铸铝合金件材料为AlSi10Mg(Fe)，EN 1706。

附图说明

图1为本发明拉伸试棒示意图；

图2-图4为本发明不同固溶时效处理温度示意图；

图5为实施例固溶时效处理后的金相照片。

具体实施方式

实施例1

本实施例拉伸试棒满足GB/T 13822，如图1所示。铝合金原材料采用EN1706-ENAC-43400，AlSi10Mg(Fe)，控制Fe的质量分数≤0.60％，并添加质量分数≤0.1％的低成本镧-铈混合稀土，实际生产中控制Mg含量为下限，Mg的质量分数0.2-0.3％，Mn的含量为上限，Mn的质量分数为0.45-0.55％。

所述的镧-铈混合稀土中：镧的质量分数为70％，铈的质量分数为30％。