CN105220032A

CN105220032A - 一种用于高强度和耐久性能支架的铝合金及其制备方法

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Publication number: CN105220032A
Application number: CN201510765178.XA
Authority: CN
Inventors: 张晓�
Original assignee: TAICANG HAIJIA VEHICLE FITTINGS CO Ltd
Current assignee: TAICANG HAIJIA VEHICLE FITTINGS CO Ltd
Priority date: 2015-11-11
Filing date: 2015-11-11
Publication date: 2016-01-06

Abstract

本发明涉及一种用于高强度和耐久性能支架的铝合金及其制备方法。本发明的铝合金由以下重量百分比的组分组成：硅9.6-12％，铁0-1.3％，锰0-0.5％，镁0-0.3％，铜1.5-3.5％，锌0-1％，镍0-0.5％，锡0-0.3％，余量为铝。本发明制备的用于高强度和耐久性能支架的铝合金的强度和硬度比普通的材料提升10-20％。本发明的铝合金满足了产品的耐久性、硬度等使用特性，提高了产品性能。本发明的产品具有良好的市场前景。

Description

一种用于高强度和耐久性能支架的铝合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及铝合金材料技术领域，更具体地，涉及一种用于高强度和耐久性能支架的铝合金及其制备方法。

背景技术

汽车铝合金零部件在发动机部位以及在与发动机外连接的部位的零部件都有着较高的技术要求，目前市场上常用的铝合金存在以下问题：1)微量元素Mn、Fe和Mg元素的比例不合理，导致产品生产过程中出现杂质包裹在铝液中无法完全清除，影响产品的强度和韧性；2)Cu含量的比例不合理导致强度和硬度偏低，基本处于80-90HB的范围；3)熔化技术差，在实际使用过程中导致针孔较多，同时铝液处理方式不正确导致晶粒过粗，耐久性较差，给产品在汽车上的稳定性和安全性都带来风险。

发明内容

本发明的目的是针对上述已有技术中存在的不足，提供一种用于高强度和耐久性能支架的铝合金及其制备方法。该铝合金具有晶粒细小，耐磨性高、强度和硬度比普通的材料提升10-20％，因此，该产品具有良好的市场前景。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于高强度和耐久性能支架的铝合金，由以下重量百分比的组分组成：硅9.6-12％，铁0-1.3％，锰0-0.5％，镁0-0.3％，铜1.5-3.5％，锌0-1％，镍0-0.5％，锡0-0.3％，余量为铝。

优选地，由以下重量百分比的组分组成：硅9.6-12％，铁0.1-1.3％，锰0.1-0.5％，镁0.1-0.3％，铜3.0-3.5％，锌0.1-1％，镍0.1-0.5％，锡0.1-0.3％，余量为铝。

优选地，由以下重量百分比的组分组成：硅10-11.5％，铁0.5-1.0％，锰0.2-0.4％，镁0.15-0.3％，铜3.1-3.4％，锌0.3-0.7％，镍0.2-0.4％，锡0.15-0.2％，余量为铝。

优选地，由以下重量百分比的组分组成：硅10.5％，铁0.7％，锰0.3％，镁0.2％，铜3.3％，锌0.5％，镍0.3％，锡0.17％，余量为铝。

优选地，由以下重量百分比的组分组成：硅9.6％，铁0.1％，锰0.1％，镁0.25％，铜3.0％，锌0.1％，镍0.1％，锡0.1％，余量为铝。

优选地，由以下重量百分比的组分组成：硅10％，铁1.2％，锰0.2％，镁0.28％，铜3.3％，锌0.2％，镍0.3％，锡0.2％，余量为铝。

优选地，由以下重量百分比的组分组成：硅12％，铁1.3％，锰0.5％，镁0.3％，铜3.5％，锌1％，镍0.5％，锡0.3％，余量为铝。

优选地，由以下重量百分比的组分组成：硅10％，铁1.2％，锰0.1％，镁0.25％，铜3.5％，锌0.1％，镍0.1％，锡0.1％，余量为铝。

优选地，由以下重量百分比的组分组成：硅9.6％，铁1.3％，锰0.1％，镁0.3％，铜3.0％，锌0.1％，镍0.1％，锡0.1％，余量为铝。

一种用于高强度和耐久性能支架的铝合金的制备方法，包括以下步骤：

1)按照上述配比重量将硅、铁、锰、镁、铜、锌、镍、锡、铝置于燃气熔化炉中，加热到740-780℃进行熔化；

2)待上述材料完全熔化后，调整温度在730-750℃，将铝锶中间合金投入熔液中，进行均匀搅拌；

3)继续调整温度在710-730℃，将精炼剂均匀散在熔液上，使用钟造压入熔液中进行均匀搅拌，然后将渣捞出，静止后再次拔渣；

4)处理好熔液后运转到压轴设备周边的保温炉内，使用氩气除气，将温度降到适合铸造的650℃；

4)将模具温度调整到260℃后开始压铸支架产品，保证熔液在2h内用完，确保变质效果；

5)将上述所得到的产品开模后置于自然环境中冷却得到所需要的支架铝合金产品；

6)待上述产品存放1周后，进行进一步的加工工序。

进一步地，所述步骤2)中均匀搅拌时间为10min；所述步骤3)中均匀搅拌时间为5min，静止时间为10min；所述步骤4)中使用氩气除气时间为10min。

进一步地，所述步骤2)中铝锶中间合金的重量百分比含量为0.5％。

本发明的有益效果是：

1)本发明的铝合金中Cu含量调整为3.0-3.5％，可以使产品的强度和硬度提升5％左右。

2)在铝合金产品的制备中，融化过程添加0.5％左右铝锶中间合金，利用锶元素对铝合金进行晶粒细化，达到3级以上，确保产品在生产后锶含量仍有0.02％左右，同时铝水使用时间减小到2.5小时，避免锶变质的衰退，造成后期产品晶粒变大。细小颗粒和Si结晶细小可以强化基体，同时对产品耐久性也有很大提升。

3)本发明的铝合金中Mg含量提升至0.25％，同时控制Mn含量在0.4％以下，Mg增加0.1％可以提升强度5％左右，达到提升强度目的，同时Mn含量的降低又增加了铝合金的耐蚀性能。

4)本发明的铝合金满足了产品的耐久性、硬度等使用特性，提高了产品性能。

具体实施方式

实施例1

一种用于高强度和耐久性能支架的铝合金，由以下重量百分比的组分组成：硅10.5％，铁0.7％，锰0.3％，镁0.2％，铜3.3％，锌0.5％，镍0.3％，锡0.17％，余量为铝。

按照配比重量将硅、铁、锰、镁、铜、锌、镍、锡、铝置于燃气熔化炉中，加热到740-780℃进行熔化；待上述材料完全熔化后，调整温度在730-750℃，将0.5％铝锶中间合金投入熔液中，进行均匀搅拌10min；继续调整温度在710-730℃，将精炼剂均匀散在熔液上，使用钟造压入熔液中进行均匀搅拌5min，然后将渣捞出，静止10min后再次拔渣；处理好熔液后运转到压轴设备周边的保温炉内，进行10min氩气除气，将温度降到适合铸造的650℃；将模具温度调整到260℃后开始压铸支架产品，保证熔液在2h内用完，确保变质效果；将上述所得到的产品开模后置于自然环境中冷却得到所需要的支架铝合金产品；待上述产品存放1周后，进行进一步的加工工序。

与现有的铝合金产品相比，本实施例制备的铝合金具有晶粒细小，耐磨性高、强度和硬度比普通的材料提升10-20％，具有良好的市场前景。

实施例2

一种用于高强度和耐久性能支架的铝合金，由以下重量百分比的组分组成：硅9.6％，铁0.1％，锰0.1％，镁0.25％，铜3.0％，锌0.1％，镍0.1％，锡0.1％，余量为铝。

实施例3

一种用于高强度和耐久性能支架的铝合金，由以下重量百分比的组分组成：硅10％，铁1.2％，锰0.2％，镁0.28％，铜3.3％，锌0.2％，镍0.3％，锡0.2％，余量为铝。

实施例4

一种用于高强度和耐久性能支架的铝合金，由以下重量百分比的组分组成：硅12％，铁1.3％，锰0.5％，镁0.3％，铜3.5％，锌1％，镍0.5％，锡0.3％，余量为铝。

实施例5

一种用于高强度和耐久性能支架的铝合金，由以下重量百分比的组分组成：硅10％，铁1.2％，锰0.1％，镁0.25％，铜3.5％，锌0.1％，镍0.1％，锡0.1％，余量为铝。

实施例6

一种用于高强度和耐久性能支架的铝合金，由以下重量百分比的组分组成：硅9.6％，铁1.3％，锰0.1％，镁0.3％，铜3.0％，锌0.1％，镍0.1％，锡0.1％，余量为铝。

采用上述实施例1-5中生产制备得到的用于高强度和耐久性能支架的铝合金性能与普通生产制备得到的铝合金性能对比结果如下表1所示。

表1本发明制备的铝合金性能与普通生产制备得到的铝合金性能对比

产品	抗拉强度	延伸率	硬度
				普通生产制备产品	260Mpa	1.6-1.8％	85-90HB
实施例1	285Mpa	2.3-2.4％	103-106HB
				实施例2	280Mpa	2.2-2.4％	100-103HB
实施例3	284Mpa	2.3-2.5％	101-104HB
				实施例4	290Mpa	2.3-2.5％	105-110HB
实施例5	285Mpa	2.3-2.4％	103-108HB
				实施例6	288Mpa	2.4-2.5％	105-108HB

由此可见，本发明制备的用于高强度和耐久性能支架的铝合金的强度和硬度比普通的材料提升10-20％。本发明的铝合金满足了产品的耐久性、硬度等使用特性，提高了产品性能。本发明的产品具有良好的市场前景。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims

1.一种用于高强度和耐久性能支架的铝合金，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：硅9.6-12％，铁0-1.3％，锰0-0.5％，镁0-0.3％，铜1.5-3.5％，锌0-1％，镍0-0.5％，锡0-0.3％，余量为铝。

2.根据权利要求1所述的用于高强度和耐久性能支架的铝合金，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：硅9.6-12％，铁0.1-1.3％，锰0.1-0.5％，镁0.1-0.3％，铜3.0-3.5％，锌0.1-1％，镍0.1-0.5％，锡0.1-0.3％，余量为铝。

3.根据权利要求2所述的用于高强度和耐久性能支架的铝合金，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：硅10-11.5％，铁0.5-1.0％，锰0.2-0.4％，镁0.15-0.3％，铜3.1-3.4％，锌0.3-0.7％，镍0.2-0.4％，锡0.15-0.2％，余量为铝。

4.根据权利要求3所述的用于高强度和耐久性能支架的铝合金，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：硅10.5％，铁0.7％，锰0.3％，镁0.2％，铜3.3％，锌0.5％，镍0.3％，锡0.17％，余量为铝。

5.根据权利要求2所述的用于高强度和耐久性能支架的铝合金，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：硅9.6％，铁0.1％，锰0.1％，镁0.1％，铜3.0％，锌0.1％，镍0.1％，锡0.1％，余量为铝。

6.根据权利要求2所述的用于高强度和耐久性能支架的铝合金，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：硅10％，铁1.2％，锰0.2％，镁0.28％，铜3.3％，锌0.2％，镍0.3％，锡0.2％，余量为铝。

7.根据权利要求2所述的用于高强度和耐久性能支架的铝合金，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：硅12％，铁1.3％，锰0.5％，镁0.3％，铜3.5％，锌1％，镍0.5％，锡0.3％，余量为铝。

8.根据权利要求2所述的用于高强度和耐久性能支架的铝合金，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：硅10％，铁1.2％，锰0.1％，镁0.25％，铜3.5％，锌0.1％，镍0.1％，锡0.1％，余量为铝。

9.根据权利要求2所述的用于高强度和耐久性能支架的铝合金，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：硅9.6％，铁1.3％，锰0.1％，镁0.3％，铜3.0％，锌0.1％，镍0.1％，锡0.1％，余量为铝。

10.一种如权利要求3-9中任意一项所述的用于高强度和耐久性能支架的铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按照配比重量将硅、铁、锰、镁、铜、锌、镍、锡、铝置于燃气熔化炉中，加热到740-780℃进行熔化；

6)待上述产品存放1周后，进行进一步的加工工序。

11.根据权利要求10所述的用于高强度和耐久性能支架的铝合金的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中均匀搅拌时间为10min；所述步骤3)中均匀搅拌时间为5min，静止时间为10min；所述步骤4)中使用氩气除气的时间为10min。

12.根据权利要求10所述的用于高强度和耐久性能支架的铝合金的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中铝锶中间合金的重量百分比含量为0.5％。