CN105385904A - 一种含稀土元素的铝合金压铸件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含稀土元素的铝合金压铸件，其组分及各组分的质量百分比为：Si3.2～6.1％、Mg2.2～3.5％、Cu1.2～1.9％、Zn0.5～1.2％、Sr0.03～0.08％、Zr0.03～0.06％、Er0.02～0.04％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。其制备方法包括熔化、精炼、静置、压铸和脱模。本发明的铝合金压铸件有良好的加工性能，成型容易，且强度高、韧性大，还具有良好的耐腐蚀性。

Description

一种含稀土元素的铝合金压铸件及其制备方法
技术领域
本发明涉及压铸件加工领域，特别是一种含稀土元素的铝合金压铸件及其制备方法。
背景技术
随着人们对产品的轻量、低成本的要求日益强烈，铝合金由于其在这两方面均有显著的优势，愈发受到重视。而且压铸铝合金可实现复杂结构的一次成型，在工序的简易性、可操作性方面具有很大的优势，使得目前铝合金压铸件的应用已极为普遍。
但目前的压铸铝合金在可压铸性和机械强度方面存在不可兼得的缺陷，严重的影响了铝合金压铸件在汽车、空调等承重配件方面的应用。常见的压铸铝合金主要有铝硅系和铝镁系合金；铝硅类合金压铸件，一经化学处理表面即发灰、发黑、机械性能较差，且脆性较大；而其它铝镁系合金虽然表面处理性能优良，但压铸性能不好，具有容易粘模、热裂、浇不足、冷隔和疏松等缺陷，机械性能和硬度也不高。传统的压铸铝合金阳极氧化性能较差、强度较低、耐腐蚀性较差以及流动性无法满足产品材质要求。
发明内容
本发明提供了一种含稀土元素的铝合金压铸件及其制备方法，使铝合金压铸件具有优良的机械性能。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种含稀土元素的铝合金压铸件，其组分及各组分的质量百分比为：Si3.2～6.1％、Mg2.2～3.5％、Cu1.2～1.9％、Zn0.5～1.2％、Sr0.03～0.08％、Zr0.03～0.06％、Er0.02～0.04％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
优选的，所述含稀土元素的铝合金压铸件的组分及各组分的质量百分比为：Si5.3％、Mg2.7％、Cu1.6％、Zn0.9％、Sr0.06％、Zr0.04％、Er0.03％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
一种含稀土元素的铝合金压铸件的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔化：先将纯铝、纯镁、铝硅合金加入熔炼炉中，加热至730～750℃并搅拌使合金完全熔化，然后加入电解铜、铝锌合金、镁锶合金、铝铒合金和铝锆合金，继续升温至780～800℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；
(2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至750～770℃，喷入精炼剂进行精炼处理，精炼完成后静置5～10min，将铝合金熔液的表面渣扒出，然后升温至750-760℃，加入细化剂，通入氩气进行除气精炼，除气时间为12～16min，除气完毕检验铝合金熔液成分，待检验合格后进行第二次扒渣，完成精炼过程；
(3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至690～710℃；
(4)压铸：将模具的型腔预热至220～230℃，再将步骤(3)处理后的铝合金熔液后压射到模具的型腔中，其中充型开始时的熔液流速为0.26～0.30m/s、铸造压力为50～55MPa，充型率超过60％后，提高熔液的流速至1.7～1.9m/s、铸造压力为65～70MPa，直至充型压铸结束；
(5)脱模：压铸结束后保压时间为100～110s，卸掉压力，冷却20～25s后脱模即得压铸件成品。
本发明的铝合金压铸件，可应用于空调、汽车、发动机等领域，具有以下优点：
(1)有良好的加工性能，成型容易，不会出现粘模、热裂、浇不足、冷隔等缺陷；
(2)与目前常规的铝硅系和铝镁系合金相比，本发明的铝合金压铸件在抗拉强度、屈服强度都有大幅提升，且强度高、韧性大，还具有良好的耐腐蚀性。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围和应用范围不限于以下实施例：
实施例1
一种含稀土元素的铝合金压铸件，其组分及各组分的质量百分比为：Si5.3％、Mg2.7％、Cu1.6％、Zn0.9％、Sr0.06％、Zr0.04％、Er0.03％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
上述含稀土元素的铝合金压铸件的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔化：先将纯铝、纯镁、铝硅合金加入熔炼炉中，加热至730～750℃并搅拌使合金完全熔化，然后加入电解铜、铝锌合金、镁锶合金、铝铒合金和铝锆合金，继续升温至780～800℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；
(2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至750～770℃，喷入精炼剂进行精炼处理，精炼完成后静置5～10min，将铝合金熔液的表面渣扒出，然后升温至750-760℃，加入细化剂，通入氩气进行除气精炼，除气时间为12～16min，除气完毕检验铝合金熔液成分，待检验合格后进行第二次扒渣，完成精炼过程；
(3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至690～710℃；
(4)压铸：将模具的型腔预热至220～230℃，再将步骤(3)处理后的铝合金熔液后压射到模具的型腔中，其中充型开始时的熔液流速为0.26～0.30m/s、铸造压力为50～55MPa，充型率超过60％后，提高熔液的流速至1.7～1.9m/s、铸造压力为65～70MPa，直至充型压铸结束；
(5)脱模：压铸结束后保压时间为100～110s，卸掉压力，冷却20～25s后脱模即得压铸件成品。
采用上述方法制得的1cm拉伸试样，在室温下测试其机械性能：拉伸强度为337MPa，屈服强度为261MPa，延伸率为12.5％。
实施例2
一种含稀土元素的铝合金压铸件，其组分及各组分的质量百分比为：Si3.2％、Mg2.2％、Cu1.2％、Zn0.5％、Sr0.03％、Zr0.03％、Er0.02％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
上述含稀土元素的铝合金压铸件的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔化：先将纯铝、纯镁、铝硅合金加入熔炼炉中，加热至730～750℃并搅拌使合金完全熔化，然后加入电解铜、铝锌合金、镁锶合金、铝铒合金和铝锆合金，继续升温至780～800℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；
(2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至750～770℃，喷入精炼剂进行精炼处理，精炼完成后静置5～10min，将铝合金熔液的表面渣扒出，然后升温至750-760℃，加入细化剂，通入氩气进行除气精炼，除气时间为12～16min，除气完毕检验铝合金熔液成分，待检验合格后进行第二次扒渣，完成精炼过程；
(3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至690～710℃；
(4)压铸：将模具的型腔预热至220～230℃，再将步骤(3)处理后的铝合金熔液后压射到模具的型腔中，其中充型开始时的熔液流速为0.26～0.30m/s、铸造压力为50～55MPa，充型率超过60％后，提高熔液的流速至1.7～1.9m/s、铸造压力为65～70MPa，直至充型压铸结束；
(5)脱模：压铸结束后保压时间为100～110s，卸掉压力，冷却20～25s后脱模即得压铸件成品。
采用上述方法制得的1cm拉伸试样，在室温下测试其机械性能：拉伸强度为301MPa，屈服强度为218MPa，延伸率为10.6％。
实施例3
一种含稀土元素的铝合金压铸件，其组分及各组分的质量百分比为：Si6.1％、Mg3.5％、Cu1.9％、Zn1.2％、Sr0.08％、Zr0.06％、Er0.04％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
上述含稀土元素的铝合金压铸件的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔化：先将纯铝、纯镁、铝硅合金加入熔炼炉中，加热至730～750℃并搅拌使合金完全熔化，然后加入电解铜、铝锌合金、镁锶合金、铝铒合金和铝锆合金，继续升温至780～800℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；
(2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至750～770℃，喷入精炼剂进行精炼处理，精炼完成后静置5～10min，将铝合金熔液的表面渣扒出，然后升温至750-760℃，加入细化剂，通入氩气进行除气精炼，除气时间为12～16min，除气完毕检验铝合金熔液成分，待检验合格后进行第二次扒渣，完成精炼过程；
(3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至690～710℃；
(4)压铸：将模具的型腔预热至220～230℃，再将步骤(3)处理后的铝合金熔液后压射到模具的型腔中，其中充型开始时的熔液流速为0.26～0.30m/s、铸造压力为50～55MPa，充型率超过60％后，提高熔液的流速至1.7～1.9m/s、铸造压力为65～70MPa，直至充型压铸结束；
(5)脱模：压铸结束后保压时间为100～110s，卸掉压力，冷却20～25s后脱模即得压铸件成品。
采用上述方法制得的1cm拉伸试样，在室温下测试其机械性能：拉伸强度为333MPa，屈服强度为262MPa，延伸率为12.1％。

Claims (3)

1.一种含稀土元素的铝合金压铸件，其特征在于：
所述铝合金压铸件的组分及各组分的质量百分比为：Si3.2～6.1％、Mg2.2～3.5％、Cu1.2～1.9％、Zn0.5～1.2％、Sr0.03～0.08％、Zr0.03～0.06％、Er0.02～0.04％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
2.根据权利要求1所述的含稀土元素的铝合金压铸件，其特征在于：
所述铝合金压铸件的组分及各组分的质量百分比为：Si5.3％、Mg2.7％、Cu1.6％、Zn0.9％、Sr0.06％、Zr0.04％、Er0.03％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
3.根据权利要求1或2所述的含稀土元素的铝合金压铸件的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)熔化：先将纯铝、纯镁、铝硅合金加入熔炼炉中，加热至730～750℃并搅拌使合金完全熔化，然后加入电解铜、铝锌合金、镁锶合金、铝铒合金和铝锆合金，继续升温至780～800℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；
(2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至750～770℃，喷入精炼剂进行精炼处理，精炼完成后静置5～10min，将铝合金熔液的表面渣扒出，然后升温至750-760℃，加入细化剂，通入氩气进行除气精炼，除气时间为12～16min，除气完毕检验铝合金熔液成分，待检验合格后进行第二次扒渣，完成精炼过程；
(3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至690～710℃；
(4)压铸：将模具的型腔预热至220～230℃，再将步骤(3)处理后的铝合金熔液后压射到模具的型腔中，其中充型开始时的熔液流速为0.26～0.30m/s、铸造压力为50～55MPa，充型率超过60％后，提高熔液的流速至1.7～1.9m/s、铸造压力为65～70MPa，直至充型压铸结束；
(5)脱模：压铸结束后保压时间为100～110s，卸掉压力，冷却20～25s后脱模即得压铸件成品。
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