CN110079712A - 铸态高韧压铸铝硅合金及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铸态高韧压铸铝硅合金及其制备方法和应用。其中，铸态高韧压铸铝硅合金包括：8～11wt％的硅、0.4～0.8wt％的锰、0.1～0.4wt％的钒、0.1～0.4wt％的锆、0.01～0.04wt％的锶、不大于0.2wt％的铁、不大于0.1wt％的不可避免夹杂物，以及余量的铝。该铝硅合金不仅表现出高的强韧性、好的抗热裂能力，而且熔体具有较好的流动性，对熔体进行压铸时可以显著减少压铸工艺本身所带来的组织缺陷，并避免后续的合金热处理工艺，能够在显著提高铝硅合金铸件力学性能的同时降低生产成本。

Description

铸态高韧压铸铝硅合金及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于金属材料领域，具体而言，涉及铸态高韧压铸铝硅合金及其制备方法和应用。

背景技术

轻金属合金如铝合金由于比强度、比刚度较高，且减震性、导热性、可切削加工性及可回收性良好，近年来得到了关注。其中，亚共晶铝硅合金在接近共晶点成分时，随硅量的增加，结晶温度区间变小，流动性随之增加。硅的收缩率很小，因此合金的热裂倾向减少。高压铸造适合生产形状复杂的薄壁零件，并且压铸工艺成型周期短，生产效率高，环境友好，在汽车领域应用广泛。压铸态亚共晶铝硅合金由于具有高的强韧性，目前，在汽车轮毂，方向盘，仪表盘，支架等关键部位已经成功应用，取代了传统的钢结构，减轻了质量，降低了能源损耗。然而，高压铸造过程中，冲头低速高速运动阶段使金属液湍流卷气，形成的大量孔洞成为降低力学性能的重要原因；并且，由于金属液在压室内的停留时间较长及快速充型产生了大的剪切力，所以合金中形成了特殊组织：压室预结晶组织ESCs和缺陷带DBs，这些组织降低了力学性能。

目前，虽然压铸态铝合金压铸件已成功应用于汽车、通信电子及航空航天等领域，但由于其绝对强度低、高温力学性能较差且难以进行后续的热处理等工艺，因此，压铸铝合金主要用于生产常温下对力学性能要求不高的服役零件，而对于对力学性能有较高要求的结构件仍无法应用。近年来，热处理改良高真空压铸铝合金件被广泛的应用，合适的热处理工艺虽然较大幅度提高了压铸态铝合金的性能，然而，由于热处理造成的零件变形以及鼓泡问题，还需要进一步的机加工进行处理，并且，热处理本身是消耗能量的过程，增加了铸件的生产成本。

因此，开发高性能的高强韧铝合金势在必行。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出铸态高韧压铸铝硅合金及其制备方法和应用，该铝硅合金不仅强韧性高、抗热裂能力好，而且熔体具有较好的流动性，对熔体进行压铸时可以显著减少压铸工艺本身所带来的组织缺陷，并避免了后续的合金热处理工艺，能够在显著提高铝硅合金铸件的力学性能的同时降低生产成本。

根据本发明的第一个方面，本发明提出了一种铸态高强韧压铸铝硅合金。根据本发明的实施例，该铝硅合金包括：8～11wt％的硅、0.4～0.8wt％的锰、0.1～0.4wt％的钒、0.1～0.4wt％的锆、0.01～0.04wt％的锶、不大于0.2wt％的铁、不大于0.1wt％的不可避免夹杂物，以及余量的铝。

根据本发明上述实施例的铸态高强韧压铸铝硅合金，通过综合控制铝硅合金中硅、锰、钒、锆、锶和铁分别为上述含量，不仅可以显著降低铝硅合金中铁元素带来的性能恶化，韧化组织，并减轻粘膜热裂的倾向，还可以细化晶粒，显著增强合金的固溶效果和基体强度，同时提高合金熔体的流动性和成型性，使经压铸达到的铝硅合金不需要进行后续热处理就可以达到高的强韧性。由此，该铝硅合金不仅强韧性高、抗热裂能力好，而且熔体具有较好的流动性，对熔体进行压铸时可以显著减少压铸工艺本身所带来的组织缺陷，并避免后续的合金热处理工艺，能够在显著提高铝硅合金铸件的力学性能的同时降低生产成本，具体地，具有上述组成的压铸铝硅合金在铸态下，棒状试样屈服强度为130～150MPa，抗拉强度为280～295MPa，延伸率为10～16％，相较其他商业铝合金，该铝硅合金的力学性能得到很大的提升。

另外，根据本发明上述实施例的铸态高强韧压铸铝硅合金还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述铸态高强韧压铸铝硅合金包括：8.6～9.4wt％的硅、0.55～0.65wt％的锰、0.15～0.25wt％的钒、0.15～0.25wt％的锆、0.015～0.03wt％的锶。

在本发明的一些实施例中，所述不可避免夹杂物包括选自铜、镁、锌、磷和铬中的至少一种。

在本发明的一些实施例中，所述铸态高强韧压铸铝硅合金的液相线温度为592～598℃、固相线温度为528～532℃。

根据本发明的第二个方面，本发明提出了一种制备上述铸态高强韧压铸铝硅合金的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)按计量比称取纯铝、结晶硅、Al-Mn中间合金、Al-V中间合金、Al-Zr中间合金和Al-Sr中间合金，并于660～680℃下进行熔炼处理；

(2)将步骤(1)得到的熔体升温至700～720℃，并在氩气气氛下进行精炼处理，以便去除熔体中的气体和夹杂物；

(3)对步骤(2)得到的熔体进行压铸处理，以便得到所述铸态高强韧压铸铝硅合金。

根据本发明上述实施例的制备铸态高强韧压铸铝硅合金的方法，通过控制熔体中硅、锰、钒、锆、锶、铁和铝的含量，不仅可以显著降低铝硅合金中铁元素带来的性能恶化，韧化组织，并减轻粘膜热裂的倾向；还可以细化晶粒，显著增强合金的固溶效果和基体强度；同时提高合金熔体的流动性和成型性，使经压铸达到的铝硅合金不需要进行后续热处理就可以达到高的强韧性；此外，通过进一步对熔体进行精炼处理，还可以进一步降低铝硅合金的组织缺陷。由此，采用该方法可以显著减少压铸工艺本身所带来的组织缺陷，并避免后续的合金热处理工艺，能够在显著提高铝硅合金铸件的力学性能的同时降低生产成本，使制备得到的铝硅合金具有较高的强韧性和较好的抗热裂能力，具体地，制备得到的铸态高强韧压铸铝硅合金在铸态下，棒状试样屈服强度为130～150MPa，抗拉强度为280～295MPa，延伸率为10～16％，并且在真空度不大于10KPa时，所述铸态高强韧压铸铝硅合金的延伸率不低于14％，相较其他商业铝合金，该铝硅合金的力学性能得到很大的提升。

在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，预先将所述纯铝和结晶硅加入熔炼炉中，待其完全熔化后，加入所述Al-Mn中间合金、Al-V中间合金、Al-Zr中间合金，熔融后再加入所述Al-Sr中间合金。由此可以显著降低铝锶合金的烧损率和锶元素在熔炼坩埚上的附着率。

在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，按计量比称取纯铝、结晶硅、Al-10Mn中间合金、Al-10V中间合金、Al-10Zr中间合金和Al-10Sr中间合金。

在本发明的一些实施例中，步骤(3)中，所述压铸处理的工艺参数包括：熔体的浇注温度为680～700℃、模具温度为120～150℃、浇口比为30：1、低速压射速度为0.05～0.2m/s、高速压射速度为1～3m/s。

在本发明的一些实施例中，所述铸态高强韧压铸铝硅合金的屈服强度为130～150MPa、抗拉强度为280～295MPa、延伸率为10～16％。

在本发明的一些实施例中，步骤(3)中，进行所述压铸处理时，模具型腔内的真空度不大于10KPa，所述铸态高强韧压铸铝硅合金延伸率不低于14％。

根据本发明的第三个方面，本发明提出了一种铝硅合金部件。根据本发明的实施例，该铝硅合金部件具有上述铸态高强韧压铸铝硅合金或采用上述制备方法得到的铸态高强韧压铸铝硅合金，或者，该铝硅合金部件的至少一部分由上述铸态高强韧压铸铝硅合金或采用上述制备方法得到的铸态高强韧压铸铝硅合金再加工得到。根据本发明上述实施例的铝硅合金部件，采用具有较高的强韧性和较好的抗热裂能力的铸态高强韧压铸铝硅合金来形成铝硅合金部件，不仅有利于延长铝硅合金部件的使用寿命，还能使其满足更高的力学性能要求，能够更广泛应用于汽车、通信电子及航空航天等领域。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的铸态高强韧压铸铝硅合金在降温过程中的热流温度曲线图。

图2是在非真空和真空压铸条件下得到的铸态高强韧压铸铝硅合金的力学性能对比图。

图3是在不同的高速压射速度下得到的铸态高强韧压铸铝硅合金的力学性能对比图。

图4是在不同的低速压射速度下得到的铸态高强韧压铸铝硅合金的力学性能对比图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明是基于发明人的以下发现提出的：硅是开发高韧性合金的决定性因素，球状细小硅颗粒能够实现铝合金的高韧性，而当控制铝硅合金中硅的含量为8～11wt％时，一方面可以使铝硅合金具有较窄的凝固区间，从而显著缩短熔体凝固所需的时间，由此不仅可以使铝硅合金中共晶硅颗粒具有较小的粒径范围，具体可达到1～10μm，还可以有效避免合金熔体在压室内停留时间过长而导致铝硅合金产品中出现过多的ESCs组织，从而起到显著提高铝硅合金韧性、改善铝硅合金产品力学性能的效果；另一方面可以显著提高铝硅合金熔体的流动性，保证铝硅合金具有良好的铸造成形性能，同时显著降低铝硅合金产品的热裂倾向。另外，铁元素能够提高铝硅合金的热裂阻力，防止粘膜，增加模具寿命，但引入富铁相又会降低铝合金韧性；锰元素能够减弱富铁相的危害，韧化组织，并且还能减轻粘膜热裂的倾向，但若锰含量过少，不能有效中和富铁相，锰含量过多又会增加富锰相，进而降低铝硅合金的韧性；而锶元素在铝硅合金中可以细化共晶硅颗粒，改善铝硅合金组织并提高铝硅合金韧性，但若锶含量过少，对铝硅合金的变质效果不明显，锶含量过多又容易在铝液中引入氢气；向铝硅合金中添加微量的锆元素和钒元素可以细化晶粒，达到增强铝硅合金的固溶效果和基体强度的效果；但若锆元素和钒元素的含量过少，对固溶强化的效果并不明显，而锆元素和钒元素的含量过多又会析出第二相导致铝硅合金韧性降低。

为此，根据本发明的第一个方面，本发明提出了一种铸态高强韧压铸铝硅合金。根据本发明的实施例，该铝硅合金包括：8～11wt％的硅、0.4～0.8wt％的锰、0.1～0.4wt％的钒、0.1～0.4wt％的锆、0.01～0.04wt％的锶、不大于0.2wt％的铁、不大于0.1wt％的不可避免夹杂物，以及余量的铝。本发明中通过综合控制铸态高强韧压铸铝硅合金中硅、锰、钒、锆、锶和铁分别为上述含量，不仅可以显著降低铝硅合金中铁元素带来的性能恶化，韧化组织，并减轻粘膜热裂的倾向，还可以细化晶粒，显著增强合金的固溶效果和基体强度，同时提高合金熔体的流动性和成型性，使经压铸达到的铝硅合金不需要进行后续热处理就可以达到高的强韧性。由此，该铝硅合金不仅强韧性高、抗热裂能力好，而且熔体具有较好的流动性，对熔体进行压铸时可以显著减少压铸工艺本身所带来的组织缺陷，并避免后续的合金热处理工艺，能够在显著提高铝硅合金铸件的力学性能的同时降低生产成本，具体地，具有上述组成的铸态高强韧压铸铝硅合金在铸态下，棒状试样屈服强度为130～150MPa，抗拉强度为280～295MPa，延伸率为10～16％，相较其他商业铝合金，该铝硅合金的力学性能得到很大的提升。需要说明的是，本发明中所述的铝硅合金棒状试样的屈服强度、抗拉强度和延伸率是根据ASTM B557-15标准的要求为依据检测得到的。

下面对本发明上述实施例的铸态高强韧压铸铝硅合金进行详细描述。

根据本发明的一个具体实施例，铸态高强韧压铸铝硅合金可以包括：8.6～9.4wt％的硅、0.55～0.65wt％的锰、0.15～0.25wt％的钒、0.15～0.25wt％的锆、0.015～0.03wt％的锶、不大于0.2wt％的铁、不大于0.1wt％的不可避免夹杂物，以及余量的铝。发明人发现，通过进一步控制铸态高强韧压铸铝硅合金中硅、锰、钒、锆、锶、铁和铝为上述含量，可以进一步减少压铸工艺本身所带来的组织缺陷，避免后续的合金热处理工艺，并使制备得到的铸态高强韧压铸铝硅合金具有较高的强韧性和较好抗热裂能力，由此可以进一步提高铸态高强韧压铸铝硅合金的力学性能等综合性能。

根据本发明的再一个具体实施例，铸态高强韧压铸铝硅合金中的不可避免夹杂物包括选自铜、镁、锌、磷和铬中的至少一种，本发明中通过控制铸态高强韧压铸铝硅合金中不可避免夹杂物的含量不大于0.1wt％，可以进一步降低夹杂物对铝硅合金的强韧性和耐腐蚀性等造成的负面影响。

根据本发明的又一个具体实施例，发明人发现，制备铸态高强韧压铸铝硅合金时，若在不大于10KPa的真空度下进行压铸处理，可以使铸态高强韧压铸铝硅合金棒状试样的延伸率不低于14％，由此可以进一步改善铝硅合金铸件的力学性能。

根据本发明的又一个具体实施例，通过控制铸态高强韧压铸铝硅合金中硅、锰、钒、锆、锶、铁和铝为上述含量，可以使铝硅合金具有较窄的凝固区间，具体地，铸态高强韧压铸铝硅合金的液相线温度为592～598℃、固相线温度为528～532℃，如图1所示，在592～598℃，热量开始上升，初生相析出放热；在528～532℃，释放热量完成，凝固结束。凝固区间温差为60～70℃，窄的温差可以显著缩短熔体凝固所需的时间，从而不仅可以使铝硅合金中共晶硅颗粒具有较小的粒径范围，进而改善铸态高强韧压铸铝硅合金的韧性，还可以有效避免合金熔体在压室内停留时间过长而导致铝硅合金产品中出现过多的ESCs组织，达到显著提高铝硅合金韧性、改善铝硅合金产品力学性能的效果。

根据本发明的第二个方面，本发明提出了一种制备上述铸态高强韧压铸铝硅合金的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)按计量比称取纯铝、结晶硅、Al-Mn中间合金、Al-V中间合金、Al-Zr中间合金和Al-Sr中间合金，并于660～680℃下进行熔炼处理；(2)将步骤(1)得到的熔体升温至700～720℃，并在氩气气氛下进行精炼处理，以便去除熔体中的气体和夹杂物；(3)对步骤(2)得到的熔体进行压铸处理，以便得到铸态高强韧压铸铝硅合金。该方法通过控制熔体中硅、锰、钒、锆、锶、铁和铝的含量，不仅可以显著降低铝硅合金中铁元素带来的性能恶化，韧化组织，并减轻粘膜热裂的倾向；还可以细化晶粒，显著增强合金的固溶效果和基体强度；同时提高合金熔体的流动性和成型性，使经压铸达到的铝硅合金不需要进行后续热处理就可以达到高的强韧性；此外，通过进一步对熔体进行精炼处理，还可以进一步降低铝硅合金的组织缺陷。由此，采用该方法可以显著减少压铸工艺本身所带来的组织缺陷，并避免后续的合金热处理工艺，能够在显著提高铝硅合金铸件的力学性能的同时降低生产成本，使制备得到的铝硅合金具有较高的强韧性和较好的抗热裂能力，具体地，制备得到的铸态高强韧压铸铝硅合金在铸态下，棒状试样屈服强度为130～150MPa，抗拉强度为280～295MPa，延伸率为10～16％，并且在真空度不大于10KPa时，铸态高强韧压铸铝硅合金的延伸率不低于14％，相较其他商业铝合金，该铝硅合金的力学性能得到很大的提升。

根据本发明的一个具体实施例，步骤(2)中，可以预先将纯铝和结晶硅加入熔炼炉中，待其完全熔化后，加入Al-Mn中间合金、Al-V中间合金、Al-Zr中间合金，熔融后再加入所述Al-Sr中间合金。发明人发现，铝锶合金在熔炼过程中易烧损，且容易在熔炼坩埚上附着，本发明中通过预先将其它原料熔融再加入铝锶合金，可以显著缩短铝锶合金在熔炼过程中的停留时间，从而有效降低铝锶合金的烧损率和锶元素在熔炼坩埚上的附着率。

根据本发明的再一个具体实施例，本发明中铝锰中间合金、铝钒中间合金、铝锆中间合金和铝锶中间合金的组成并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。例如，铝锰合金中锰含量可以为Al-10Mn中间合金，铝钒合金中钒含量可以为Al-10V中间合金，铝锆合金中锆含量可以为Al-10Zr中间合金，铝锶合金中锶含量可以为Al-10Sr中间合金，由此可以根据实际需要调节铝锰合金、铝钒合金、铝锆合金和铝锶合金的用量来调控铝硅合金中的锰、钒、锆及锶含量。优选地，铝锰中间合金、铝钒中间合金、铝锆中间合金和铝锶中间合金中不含其它杂质元素，由此可以进一步避免向铸态高强韧压铸铝硅合金中引入过多的杂质元素。

根据本发明的又一个具体实施例，步骤(3)中，进行压铸处理时，熔体的浇铸温度可以为680～700℃，例如可以为680℃、模具温度可以为120～150℃，例如可以为120℃、浇口比为30：1、低速压射速度可以为0.05～0.2m/s，例如可以为0.1～0.2m/s、0.1m/s或0.2m/s、高速压射速度可以为1～3m/s，例如可以为2m/s或3m/s等，其中，低速压射可以为多级低速压射，例如可以为二级或三级低速压射，三级低速压射速度可以为0.2m/s-0.2m/s-0.1m/s或0.2m/s-0.2m/s-0.2m/s等；另外，发明人发现，采用多级低速压射可以实现抽真空时间和金属液在压室停留时间的最优化，若低速压射速度过低，抽真空时间延长但金属液在压室停留时间也增长，ESCs的数量增加，不利于合金的性能；若低速压射速度过大，金属液在压室停留时间缩短但抽真空时间也缩短，孔洞的数量增加，也不利于合金的性能。在压室中，采用多级低速压射可以进一步提高压铸处理的效率和效果；若高速压射速度过小，会影响合金的充型，降低合金的质量；高速压射速度速度过大，容易造成模具的冲刷，降低模具的寿命。本发明中通过控制上述压铸工艺参数，可以进一步提高铸态高强韧压铸铝硅合金的品质。

根据本发明的又一个具体实施例，可以真空条件下进行压铸处理，从而显著提高最终制备得到的铸态高强韧压铸铝硅合金的延伸率。具体地，可以在不大于10KPa的真空度下进行压铸处理，例如可以在进行压铸处理时对模具进行抽真空，本发明中通过在该真空条件下进行压铸处理，可以确保铸态高强韧压铸铝硅合金棒状试样的延伸率不低于14％，由此可以进一步改善铝硅合金铸件的力学性能。需要说明的是，本发明中所述的真空条件指的是模具型腔真空条件，所述真空度指的是模具型腔内的真空度。

根据本发明的又一个具体实施例，在非真空条件下进行压铸处理时，优选较高的低速压射速度和较高高速压射速度，例如，多级低速压射速度为0.2-0.2-0.1m/s或0.2-0.2-0.2m/s、高速压射速度为2m/s或3m/s，发明人发现，在真空条件下进行压铸处理时，低速压射速度和高速压射速度的变化对铸态高强韧压铸铝硅合金的延伸率影响不大，铝硅合金的延伸率均较高，但在非真空条件下进行压铸处理时，较高的低速压射速度和较高的高速压射速度可以显著提高铝硅合金的延伸率。

另外，需要说明的是，发明人将本发明中的铸态高强韧压铸铝硅合金命名为THAS-1，本发明中所述的铸态高强韧压铸铝硅合金THAS-1即为本发明上述实施例所述的铸态高强韧压铸铝硅合金或采用上述制备方法得到的铸态高强韧压铸铝硅合金。

根据本发明的第三个方面，本发明提出了一种铝硅合金部件。根据本发明的实施例，该铝硅合金部件具有上述铸态高强韧压铸铝硅合金或采用上述制备方法得到的铸态高强韧压铸铝硅合金，或者，该铝硅合金部件的至少一部分由上述铸态高强韧压铸铝硅合金或采用上述制备方法得到的铸态高强韧压铸铝硅合金再加工得到，其中，再加工可以包括选自车、铣、刨、磨和熔炼成型中的至少一种，熔炼成型的条件可以与制备铸态高强韧压铸铝硅合金的熔炼成型条件相同。采用具有较高的强韧性和较好的抗热裂能力的铸态高强韧压铸铝硅合金来形成铝硅合金部件，不仅有利于延长铝硅合金部件的使用寿命，还能使其满足更高的力学性能要求，从而能够更广泛应用于汽车、通信电子及航空航天等领域。其中，铝硅合金部件的类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，铝硅合金部件可以为汽车轮毂、方向盘、仪表盘或支架等。需要说明的是，上述针对铸态高强韧压铸铝硅合金和制备铸态高强韧压铸铝硅合金的方法所描述的特征和效果同样适用于该铝硅合金产品，此处不再赘述。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

采用铸态高强韧压铸铝硅合金THAS-1制备铝硅合金模具。其中，铸态高强韧压铸铝硅合金THAS-1的组成为：Si：9.004wt％；Mg：0.0047wt％；Mn：0.558wt％；V：0.160wt％；Zr：0.198％wt；Ti：0.005wt％；Cu：0.004wt％；Fe：0.144wt％；Zn：0.018wt％；Sr：0.0205wt％；余量为Al。

(1)将THAS-1铝合金锭切割为2kg左右小块形式，将THAS-1小块合金锭子加入炉中，快速升温至700～720℃，待合金熔化后，保温30min，通入氩气并对熔体不断进行搅拌30min，除去熔体中的气体，使成分均匀化；完成上述操作后，降温至680℃，保温10min，扒渣。

(2)对扒渣后的熔体进行压铸处理，熔体浇注温度680℃，模具温度120℃，模具浇口比30:1，模具材质H13模具钢，多级低速压射速度0.2m/s-0.2m/s-0.1m/s，高速压射速度2m/s，采用东洋真空机抽真空，在真空条件下，模具型腔真空度在9.5～10KPa。

实施例2、实施例3、实施例4、实施例5和实施例6与实施例1的区别见表1。

表1实施例2-6与实施例1的区别

对比实施例1-6制备得到的铝硅合金对其力学性能进行测试。测试结果如图2、图3和图4所示。其中，图2为实施例1-2制备得到的铝硅合金的力学性能图，图3为实施例1-4制备得到的铝硅合金的力学性能图，图3为实施例1-2和5-6制备得到的铝硅合金的力学性能图。

从如2可以看出，无论在非真空状态还是真空状态进行压铸处理，对制备得到的铝硅合金的强度并没有太大的影响，铝硅合金的屈服强度均在130～150MPa，抗拉强度均在280～295MPa，但是非真空状态下，铝硅合金的延伸率从真空状态下的14.6％降低到7.6％，降低了近一半。

从图3中可以看出，当多级低速速度为0.2m/s-0.2m/s-0.1m/s时，无论在非真空状态还是真空状态进行压铸处理，高速压射速度的改变对制备得到的铝硅合金的强度并没有太大的影响，铝硅合金的屈服强度均在130～150MPa，抗拉强度均在280～295MPa，然而，在非真空状态下，高的高速压射速度会大幅度提高铝硅合金的延伸率；在真空条件下，高速压射速度的变化对铝硅合金的延伸率几乎没有影响，铝硅合金的延伸率都处于较高水平，超过14％。

从图4中可以看出，当高速速度为2m/s时，无论在非真空状态还是真空状态进行压铸处理，多级低速压射速度的改变对制备得到的铝硅合金的强度并没有太大的影响，铝硅合金的屈服强度均在130～150MPa，抗拉强度均在280～295MPa，然而，在非真空状态下，高的低速压射速度会提高铝硅合金的延伸率；在真空条件下，多级低速压射速度的变化对铝硅合金延伸率几乎没有影响，铝硅合金的延伸率都处于较高水平，超过14％。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种铸态高强韧压铸铝硅合金，其特征在于，包括：8～11wt％的硅、0.4～0.8wt％的锰、0.1～0.4wt％的钒、0.1～0.4wt％的锆、0.01～0.04wt％的锶、不大于0.2wt％的铁、不大于0.1wt％的不可避免夹杂物，以及余量的铝。

2.根据权利要求1所述的铸态高强韧压铸铝硅合金，其特征在于，包括：8.6～9.4wt％的硅、0.55～0.65wt％的锰、0.15～0.25wt％的钒、0.15～0.25wt％的锆、0.015～0.03wt％的锶。

3.根据权利要求1或2所述的铸态高强韧压铸铝硅合金，其特征在于，所述不可避免夹杂物包括选自铜、镁、锌、磷和铬中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的铸态高强韧压铸铝硅合金，其特征在于，所述铝硅合金的液相线温度为592～598℃、固相线温度为528～532℃。

5.一种制备权利要求1-4中任一项所述的铸态高强韧压铸铝硅合金的方法，其特征在于，包括：

(1)按计量比称取纯铝、结晶硅、Al-Mn中间合金、Al-V中间合金、Al-Zr中间合金和Al-Sr中间合金，并于660～680℃下进行熔炼处理；

(2)将步骤(1)得到的熔体升温至700～720℃，并在氩气气氛下进行精炼处理，以便去除熔体中的气体和夹杂物；

(3)对步骤(2)得到的熔体进行压铸处理，以便得到所述铸态高强韧压铸铝硅合金。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，预先将所述纯铝和结晶硅加入熔炼炉中，待其完全熔化后，加入所述Al-Mn中间合金、Al-V中间合金、Al-Zr中间合金，熔融后再加入所述Al-Sr中间合金，

任选地，步骤(1)中，按计量比称取纯铝、结晶硅、Al-10Mn中间合金、Al-10V中间合金、Al-10Zr中间合金和Al-10Sr中间合金。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述压铸处理的工艺参数包括：

熔体的浇注温度为680～700℃、模具温度为120～150℃、浇口比为30：1、低速压射速度为0.05～0.2m/s、高速压射速度为1～3m/s。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述铸态高强韧压铸铝硅合金的屈服强度为130～150MPa、抗拉强度为280～295MPa、延伸率为10～16％。

9.根据权利要求5或8所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，进行所述压铸处理时，模具型腔内的真空度不大于10KPa，所述铸态高强韧压铸铝硅合金延伸率不低于14％。

10.一种铝硅合金部件，其特征在于，所述铝硅合金部件具有权利要求1-4中任一项所述的铸态高强韧压铸铝硅合金或采用权利要求5-9中任一项所述的方法制备得到的铸态高强韧压铸铝硅合金；或者，所述铝硅合金部件的至少一部分由权利要求1-4中任一项所述的铸态高强韧压铸铝硅合金或采用权利要求5-9中任一项所述的方法制备得到的铸态高强韧压铸铝硅合金再加工得到。