[发明专利]一种高强韧压铸铝硅合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强韧压铸铝硅合金及其制备方法。所述高强韧压铸铝硅合金，按质量百分比计，包括如下成分：Si：8.5~11.5%；Cu：1.0~3.0%；Zn：0.5~1.5%；Mg：0.2~0.6%；B：0.01~0.1%；La：0.1~0.22%；Sr：0.02~0.08%；Mn：0.4~0.7%；Fe：不大于0.2%；余量为Al和不可避免的杂质。本发明具有较高的强韧性，能够在汽车上得到更广泛地应用，尤其是应用到对强度和韧性都有很高要求的底盘和车身结构件上。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种高强韧压铸铝硅合金及其制备方法。

背景技术

随着汽车电动化的发展，对汽车材料的轻量化要求越来越高。相比于传统汽车材料(如钢，铸铁等)，铝合金具有比强度高，比刚度高，减震性好，耐腐蚀性优良及回收利用性良好等特点而得到广泛的关注。其中，近共晶成分的铝硅合金其结晶温度区间小，流动性好，收缩率小等特点而适合于高压压铸。目前铝合金压铸件正朝着大型、薄壁、复杂、高精度、高强韧方向发展。

虽然压铸铝合金已大量用于汽车零部件，但大多数牌号的压铸铝合金力学性能及韧性都较差，需要通过后续热处理来提升综合力学性能。比如，压铸领域使用量最大的ADC12压铸铝合金，室温伸长率通常不高于2％，且强度不高，无法用于受力较大的结构件。又如德国莱茵铝业公司开发的Silafont-36(专利公开号：US6364970B1)，其铸态下的强韧性不足，需要通过后续热处理方式来满足强韧性要求，使得整个工艺流程变长，成本增加，并且由于热处理的变形难以避免以及热处理鼓泡等问题而使得成品率大大降低，使其无法顺利用到大型复杂薄壁零件上。

因此，要使铝合金压铸件在汽车上得到更广泛地应用，尤其是要应用到对强度和韧性都有很高要求的底盘和车身结构件上，必须提高铝合金铸态下的韧性和强度。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决现有的压铸铝硅合金力学性能、韧性差，需要后续热处理等问题，提供一种高强韧压铸铝硅合金及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高强韧压铸铝硅合金，按质量百分比计，包括如下成分：Si：8.5～11.5％；Cu：1.0～3.0％；Zn：0.5～1.5％；Mg：0.2～0.6％；B：0.01～0.1％；La：0.1～0.22％；Sr：0.02～0.08％；Mn：0.4～0.7％；Fe：不大于0.2％；余量为Al和不可避免的杂质。

进一步，还包括Ti：0.1～0.28％。

进一步，按质量百分比计，包括如下成分：Si：8.5～11.5％；Cu：1.0～1.5％；Zn：0.5～1.2％；Mg：0.2～0.4％；B：0.03～0.1％；La：0.1～0.2％；Ti：0.15～0.25％；Sr：0.02～0.06％；Mn：0.4～0.0.6％；Fe：不大于0.2％；余量为Al和不可避免的杂质。

其中，Cu与Zn的质量比为2.0～2.2：1。所述La与B的质量比为2～3.5：1。

铝硅合金的力学性能主要是由其微观组织决定的，尤其是初生α-Al和共晶硅的形貌与大小。初生α-Al晶粒的大小和固溶情况主要影响铝硅合金的强度，共晶硅和杂质相(如富铁相等)的形貌主要影响铝硅合金的韧性，同时硅的含量不同会影响合金的固液相区间宽度进而影响熔体的流动性。当控制硅含量在8.5-11.5％时，可以使铝硅合金具有较窄的凝固区间，可显著提高熔体的流动性，保证铝硅合金具有良好的铸造成形性能和低的热裂倾向。