CN112119172B - Al－Si－Mg系铝合金 - Google Patents
Al－Si－Mg系铝合金 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112119172B CN112119172B CN201880091828.9A CN201880091828A CN112119172B CN 112119172 B CN112119172 B CN 112119172B CN 201880091828 A CN201880091828 A CN 201880091828A CN 112119172 B CN112119172 B CN 112119172B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mass
- aluminum alloy
- casting
- content
- less
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
- B22D21/02—Casting exceedingly oxidisable non-ferrous metals, e.g. in inert atmosphere
- B22D21/04—Casting aluminium or magnesium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent
Abstract
本发明提供一种Al－Si－Mg系铝合金。本发明的Al－Si－Mg系铝合金含有5质量％以上且10质量％以下的Si、0.2质量％以上且1.0质量％以下的Mg、0.03质量％以上且0.5质量％以下的Sb和0.0004质量％以上且0.0026质量％以下的Be，剩余部分包括Al和不可避免的杂质。并且，在L＊a＊b＊色度体系中，表示表面的亮度的L＊值为55以上。
Description
技术领域
本发明涉及Al－Si－Mg系铝合金。本发明特别适合如在汽车部件中利用的大型铸件材料。
背景技术
已知一种含有硅(Si)的铝(Al)合金，其是为了提高铸造性好的Al－Si系铝合金的机械特性而添加了镁(Mg)的铸件用合金(在ASTM(American Society for Testing andMaterials，美国材料与试验协会)规定的标号A356的合金等)。为了提高强度而添加的Mg在熔融状态下被氧化从而损耗，存在促进氧化物的生成和气体吸收的可能性。为此，已知在Al－Si－Mg系铝合金中添加铍(Be)来抑制Mg的损耗的方法。
此外，关于Al－Si－Mg系铝合金，还已知例如向JIS(Japanese IndustrialStandards，日本工业标准)H5202所规定的标号AC4C的合金或标号AC4A的合金添加锑(Sb)时，能够改良(微细化)共晶组织中的Si相，使伸长率提高(参照专利文献1)。
然而，添加了Sb的Al－Si－Mg系铝合金在进行固溶处理等高温下的热处理时，表面发生黑色化，外观有可能变差。因此，为了抑制表面的黑色化，提出了向添加有Sb的Al－Si－Mg系铝合金添加大量的Be、或复合添加Be和Ca的方法等(参照专利文献2、专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭52－156117号公报
专利文献2：日本特开昭63－162832号公报
专利文献3：日本特开昭59－064736号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
如专利文献2那样，为0.05质量％以上时，黑色化被抑制。由于Be是稀有金属，不仅昂贵，Be的粉尘还具有强毒性，因此操作Be时需要充分注意。
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供一种Be的含量少、并且表面的黑色化被抑制的Al－Si－Mg系铝合金。
用于解决技术问题的技术方案
本方式的Al－Si－Mg系铝合金含有5质量％以上且10质量％以下的Si、0.2质量％以上且1.0质量％以下的Mg、0.03质量％以上且0.5质量％以下的Sb和0.0004质量％以上且0.0026质量％以下的Be，剩余部分包括Al和不可避免的杂质，在L＊a＊b＊色度体系中，表示表面的亮度的L＊值为55以上。
作为优选的方式，在L＊a＊b＊色度体系中，相对于标准色(77.41，0.39，－0.78)的色差ΔE为25以下。
发明的效果
根据本发明所涉及的方式，能够提供Be的含量少、且合金表面的黑色化被抑制的Al－Si－Mg系铝合金。
附图说明
图1是说明相对于铸件用Al－Si－Mg系铝合金的Be含量的色差与Mg损耗量的关系的说明图。
图2是示出热处理后铸件外观的侧面的例子的图。
具体实施方式
下面，对于本发明所涉及的实施方式一边参照附图一边进行说明，但本发明不受这些限定。以下所说明的实施方式的构成要素能够进行适当组合。此外，也存在不使用一部分构成要素的情况。此外，以下所说明的实施方式的构成要素中，还包括本领域技术人员容易想到的、实质上相同的、所谓等同的范围内的要素。
(合金组成)
本实施方式的铸件用Al－Si－Mg系铝合金含有5质量％以上且10质量％以下的Si、0.2质量％以上且1.0质量％以下的Mg、0.03质量％以上且0.5质量％以下的Sb和0.0004质量％以上且0.0026质量％以下的Be，剩余部分包括Al和不可避免的杂质。
Si有助于铸造性、机械特性。Si的含量达到5质量％以上时，铸造性的提高变得显著。在铸造如汽车部件那样的大型铸件时，铸造性是重要的。通过添加Si，Si系晶出物变得粗大化，容易使伸长率降低，因此Si的含量需要抑制在10质量％以下。此外，进行时效处理时，Si与Mg一同以Mg－Si系化合物的形态析出，有助于提高强度。
对本实施方式的铸件用Al－Si－Mg系铝合金进行时效处理时，Mg与Si一同以Mg－Si系化合物的形态析出，因此Mg具有提高强度的作用。该作用在Mg的含量为0.2质量％以上、更优选在0.3质量％以上时变得显著。相反，Mg的含量多于1.0质量％时，促进伸长率的降低以及氧化物的生成，还成为硬点等问题的原因。因此，Mg的含量在0.3质量％以上且0.5质量％以下时，能够提高强度，抑制伸长率的降低和氧化物的生成，因而更优选。
Sb具有使共晶组织中的Si微细化、提高伸长率的作用。该作用在Sb的含量为0.03质量％以上时变得显著，多于0.5质量％时，生成粗大的Mg－Sb化合物，有可能导致伸长率的降低。
如上述专利文献2那样，一直认为如果Al－Si－Mg系铝合金中的Be含量不多，则不能抑制表面的黑色化。本发明的发明人反复进行锐意研究的结果发现，Al－Si－Mg系铝合金中的Be的含量与表面的黑色化之间，并不是单纯的反比例的关系。换言之发现，Al－Si－Mg系铝合金中的Be的含量达到规定的阈值之前，不易发生表面的黑色化，在Be的含量增至超过规定的阈值时容易发生黑色化，而进一步增加Be的含量，例如为0.05质量％以上时，能够抑制黑色化。
具体而言，Be在铝合金的熔液表面形成致密的钝化的氧化被膜，抑制铝合金熔液的氧化。此外，Be抑制铝合金中的Mg的损耗。为了进一步提高效果，需要含有0.0004质量％以上的Be。但是，在Be含量多于0.0026质量％的情况下，对铸锭实施固溶处理、水淬、时效处理等一系列的热处理、所谓JIS H0001中规定的质别标号T6的热处理(以下，称为“T6热处理”。)时，铸件表面容易发生黑色化。推测这可能是由于T6热处理使铸件表面的氧化铝层变厚，从而铸件表面发生黑色化。本实施方式中，由于Be的含量为0.0004质量％以上且0.0026质量％以下，因而能够抑制由T6热处理导致的铸件表面的黑色化。
本实施方式的铸件用Al－Si－Mg系铝合金中，也可以将选自钛(Ti)和硼(B)中的至少一种元素的元素群作为铸造组织的微细化材料，以Ti≤0.15质量％、B≤0.01质量％的量含有。
此外，本实施方式的铸件用Al－Si－Mg系铝合金中，也允许混入不可避免的杂质，但优选将容易混入的铁(Fe)抑制在0.15％以下，将其他不可避免的杂质的元素抑制在0.05％以下。
此外，本实施方式的铸件用Al－Si－Mg系铝合金中，也允许混入不可避免的钙(Ca)，但Ca的含量在0.01质量％以上时，气体吸收变的剧烈，熔液流动变差。因此，本实施方式的铸件用Al－Si－Mg系铝合金中，优选使Ca的含量为0质量％以上且低于0.01质量％，更优选将Ca的含量抑制在0质量％以上0.005质量％以下。
[制造方法]
下面对使用上述本实施方式的铸件用Al－Si－Mg系铝合金制造铸件材料的制造方法的一例进行说明。
(熔化工序)
通过已知方法熔炼含有5质量％以上且10质量％以下的Si、0.2质量％以上且1.0质量％以下的Mg、0.03质量％以上且0.5质量％以下的Sb、0.0004质量％以上且0.0026质量％以下的Be、且剩余部分包括Al和不可避免的杂质的合金组成的铝合金。
对于所得到的铝合金熔液，实施成分调节、除渣、脱气处理等熔液处理。作为微细化材料含有Ti、B的情况下，例如，在铸造前将由Al－Ti―B合金形成的棒硬化剂(微细化材料)添加到铝合金熔液中。
(铸造工序)
向铸模注入在熔化工序中得到的铝合金熔液，得到铸锭。
(T6热处理)
对于在铸造工序中得到的铸锭，实施T6热处理，得到本实施方式的Al－Si－Mg系铝合金铸件材料。T6热处理是对铸锭依次实施固溶处理、淬火处理、时效处理的热处理。
作为固溶处理的条件，在2小时以上12小时以下的范围内保持500℃以上550℃以下的固溶处理温度。作为固溶处理的条件例，将535℃的固溶处理温度保持4小时。固溶处理温度为低于500℃的温度或温度保持时间低于2小时时，固溶的效果小。固溶处理温度为高于550℃的温度时，存在发生局部熔融(过烧，burning)的可能性。此外，即使温度保持时间超过12小时，也不会看到Mg、Si的元素的固溶量的变化，只会增加成本。
作为淬火处理，将经过固溶处理的铸锭进行水冷。在淬火处理中，用于水冷的水可以是温水。
淬火处理后，进行时效处理，使Mg－Si系化合物析出，提高铸件材料的机械特性。作为时效处理的条件，在2小时以上12小时以下的范围内保持120℃以上180℃以下的时效处理温度。作为时效处理的条件例，将150℃的时效处理温度保持6小时。
经过T6热处理的本实施方式的铸件用Al－Si－Mg系铝合金和Al－Si－Mg系铝合金铸件材料的热处理后的黑色化被抑制，外观优异。在本实施方式的铸件用Al－Si－Mg系铝合金和Al－Si－Mg系铝合金铸件材料中，熔液中的Mg的损耗量少，Mg有助于机械强度，并且，实施了JIS H0001所规定的质别标号T6的调质，因此，例如抗拉强度在300MPa以上，伸长率达到10％以上。例如，经过T6热处理的本实施方式的Al－Si－Mg系铝合金铸件材料被制造成汽车部件。
[实施例]
接下来，对本发明所涉及的实施例进行说明。在实施例1、实施例2或比较例1中，将含有表1的合金组成的各元素且剩余部分为Al的铝合金熔化，制造评价用熔液。将所制造的各评价用熔液的温度分别保持在850℃，分别测量24小时后和48小时后的Mg的含量。分别从刚熔化后的Mg的含量减去所测量的Mg的含量，计算24小时(h)后和48小时(h)后的熔液中的Mg损耗量，将结果示于表1。
[表1]
(表1)
确认到与Be含量少于0.0001质量％的比较例1相比，实施例1和实施例2的熔液中的Mg损耗量明显地少。因此，实施例1和实施例2与比较例1相比，为了提高强度而添加的Mg在熔液中不易被氧化损耗，抑制了促进氧化物的生成和气体吸收的可能性。其结果，实施例1和实施例2与比较例1相比，难以受到熔融状态的影响，能够稳定地制造强度提高的铸件材料。
在比较例2、实施例3～实施例7、比较例3中，以成为含有表2的合金组成的各元素且剩余部分为Al的铝合金的方式，通过上述制造方法制造各铸造材料。各铸件材料通过相同模具的重力模具铸造而铸造成船型形状。此外，各铸件材料在水冷后，按照在保持温度535℃保持4小时的固溶处理、淬火处理、在保持温度150℃保持6小时的时效处理的顺序，进行T6热处理。
接下来，基于JIS Z8722，使用色彩色差计(柯尼卡美能达日本株式会社制CR－400)，对所得到的铸件材料表面的物体色进行测定。对于所得到的物体色，基于JIS Z8730，以Be少于0.0001质量％的比较例2的物体色为基准，计算色差ΔE。另外，标准光源为D65，物体色以CIE(国际照明委员会)L＊a＊b＊色度体系进行表示。
[表2]
(表2)
本实施方式中，将比较例2的表面的物体色作为标准色，比较例2的表面的物体色在L＊a＊b＊色度体系中为(77.41，0.39，－0.78)。将实施例3～实施例7和比较例3相对于比较例2的标准色的色差ΔE的结果示于表2。图1是说明相对于铸件用Al－Si－Mg系铝合金的Be含量的色差与Mg损耗量的关系的说明图。图2是示出热处理后的铸件外观的侧面的例子的图。
如图1所示可知，铸件用Al－Si－Mg系铝合金和Al－Si－Mg系铝合金铸件材料中，通过使Be含量为0.0004质量％以上且0.0026质量％以下，能够抑制熔液中的Mg损耗量，并且抑制实施JIS H0001所规定的质别标号T6的调质后的表面的黑色化。
如图2所示可知，比较例2和实施例6被视觉辨认为银白色，比较例3被视觉辨认为黑色。比较例3中，Be含量多于0.0026质量％，如图2所示可知，发生了黑色化。
如表2所示，比较例3的表示亮度的L＊值为53.68。当表示亮度的L＊值为55以上时，Al－Si－Mg系铝合金铸件材料的表面被视觉辨认为银白色。实施例7与实施例6同样，被视觉辨认为银白色。
如图2所示，与比较例2的色差ΔE越大，越黑色化。根据图2和表2可知，与比较例2的色差ΔE为25以下时，表面的黑色不容易被识别。
这样，本实施方式的铸件用Al－Si－Mg系铝合金和Al－Si－Mg系铝合金铸件材料中，当Be含量为0.0005质量％以上且0.0026质量％以下时，相对于上述标准色的色差ΔE为21以下，与比较例3相比色差ΔE小，表面的黑色被抑制。
本实施方式的铸件用Al－Si－Mg系铝合金和Al－Si－Mg系铝合金铸件材料中，当Be含量为0.0005质量％以上且0.0021质量％以下时，相对于上述标准色的色差ΔE为16以下，与比较例3相比色差ΔE小，表面的黑色被抑制。
此外，如图2和表2所示，本实施方式的铸件用Al－Si－Mg系铝合金和Al－Si－Mg系铝合金铸件材料中，当Be含量为0.0005质量％以上且0.0011质量％以下时，相对于上述标准色的色差ΔE为8以下，表面更容易被视觉辨认为银白色。
以上，示出了本实施方式的各种有用的实施例，并进行了说明。本实施方式并不限于上述各种实施例和变形例，更不用说只要在不脱离该实施方式的宗旨和附属的请求保护的范围所记载的内容的范围，就能够进行各种变形。
Claims (2)
1.一种Al－Si－Mg系铝合金，其特征在于，
含有5质量％以上且10质量％以下的Si、0.2质量％以上且1.0质量％以下的Mg、0.03质量％以上且0.5质量％以下的Sb、0.0004质量％以上且0.0026质量％以下的Be、0质量％以上且0.15质量％以下的Ti和0质量％以上且0.01质量％以下的B，剩余部分由Al和不可避免的杂质构成，
抗拉强度在300MPa以上，
在L＊a＊b＊色度体系中，表示表面的亮度的L＊值为55以上。
2.如权利要求1所述的Al－Si－Mg系铝合金，其特征在于，
在L＊a＊b＊色度体系中，相对于标准色(77.41，0.39，－0.78)的色差ΔE为25以下。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2018/012596 WO2019186740A1 (ja) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系アルミニウム合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112119172A CN112119172A (zh) | 2020-12-22 |
| CN112119172B true CN112119172B (zh) | 2022-05-24 |
Family
ID=65358160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201880091828.9A Active CN112119172B (zh) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | Al－Si－Mg系铝合金 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11649530B2 (zh) |
| EP (1) | EP3778945A4 (zh) |
| JP (1) | JP6471269B1 (zh) |
| CN (1) | CN112119172B (zh) |
| MX (1) | MX2020010101A (zh) |
| WO (1) | WO2019186740A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114703406B (zh) * | 2022-02-23 | 2022-12-20 | 湖南大学 | 一种同时含β″相和θ′相的铝合金及其制备方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52156117A (en) * | 1976-06-21 | 1977-12-26 | Mitsubishi Keikinzoku Kogyo | Aluminium alloy for casting |
| JPS55149771A (en) | 1979-05-11 | 1980-11-21 | Nikkei Giken:Kk | Production of aluminum alloy casting |
| JPS57169056A (en) * | 1981-04-13 | 1982-10-18 | Hitachi Metals Ltd | Preventing method for discoloration of al-si-mg alloy casting |
| JPS58153753A (ja) | 1982-03-05 | 1983-09-12 | Nippon Light Metal Co Ltd | 溶湯鍛造用アルミニウム合金 |
| JPS5964736A (ja) * | 1982-10-04 | 1984-04-12 | Mitsui Alum Kogyo Kk | 鋳物用アルミニウム合金 |
| JPS63162832A (ja) | 1986-12-25 | 1988-07-06 | Hitachi Metals Ltd | 高強度、高靭性鋳造用アルミニウム合金 |
| JPH0243339A (ja) * | 1988-07-31 | 1990-02-13 | Asahi Tec Corp | 鋳造用アルミニウム合金および車両用ホイール |
| JP2000290743A (ja) | 1999-04-06 | 2000-10-17 | Nippon Light Metal Co Ltd | 切削性，耐変色性，耐食性，押出性に優れたアルミニウム合金押出材及びその製造方法 |
| JP2004292864A (ja) | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Kurimoto Ltd | アルミニウム複合材の熱処理方法 |
| CN101624669A (zh) | 2008-07-11 | 2010-01-13 | 荆门航特有色金属铸造有限公司 | 一种zl101a铝硅合金 |
| CN102971444B (zh) | 2010-06-21 | 2014-08-27 | 新日铁住金株式会社 | 耐加热黑变性优异的热浸镀Al钢板及其制造方法 |
| JP2012050993A (ja) | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Mitsubishi Alum Co Ltd | アルミニウム材のフラックスレスろう付け方法およびフラックスレスろう付け用アルミニウムクラッド材 |
| CN102912196B (zh) | 2012-10-12 | 2015-04-08 | 宁波科达工贸有限公司 | 一种铝硅镁系铸造铝合金及其制备方法 |
-
2018
- 2018-03-27 US US17/042,056 patent/US11649530B2/en active Active
- 2018-03-27 MX MX2020010101A patent/MX2020010101A/es unknown
- 2018-03-27 WO PCT/JP2018/012596 patent/WO2019186740A1/ja unknown
- 2018-03-27 CN CN201880091828.9A patent/CN112119172B/zh active Active
- 2018-03-27 EP EP18911582.7A patent/EP3778945A4/en active Pending
- 2018-03-27 JP JP2018535196A patent/JP6471269B1/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3778945A4 (en) | 2021-10-20 |
| MX2020010101A (es) | 2020-10-28 |
| US11649530B2 (en) | 2023-05-16 |
| WO2019186740A1 (ja) | 2019-10-03 |
| JPWO2019186740A1 (ja) | 2020-04-30 |
| JP6471269B1 (ja) | 2019-02-13 |
| CN112119172A (zh) | 2020-12-22 |
| US20210010108A1 (en) | 2021-01-14 |
| EP3778945A1 (en) | 2021-02-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3121302B1 (en) | Aluminum alloy for die casting, and die-cast aluminum alloy using same | |
| CN108425043B (zh) | 一种稀土变质的Al-Si-Mg-Mn铸造合金及其制备方法 | |
| JP2011208253A (ja) | 車両材料用アルミダイカスト合金 | |
| KR101756016B1 (ko) | 다이캐스팅용 알루미늄 합금 및 이를 이용하여 제조한 알루미늄 합금의 열처리 방법 | |
| WO2018189869A1 (ja) | ダイカスト用アルミニウム合金およびこれを用いたアルミニウム合金ダイカスト | |
| EP3216884B1 (en) | Aluminum alloy for die casting and aluminum-alloy die cast obtained therefrom | |
| US6395224B1 (en) | Magnesium alloy and method of producing the same | |
| CN102994847A (zh) | 一种耐热镁合金 | |
| CN112119172B (zh) | Al－Si－Mg系铝合金 | |
| CN102994840A (zh) | 一种MgAlZn系耐热镁合金 | |
| CN111094607B (zh) | Al－Si－Mg系铝合金铸件材料的制造方法 | |
| EP3192883B1 (en) | Ai alloy containing cu and c and its manufacturing method | |
| CN108779521B (zh) | 低压铸造用铝合金 | |
| CN102994838A (zh) | 一种MgAlSi系耐热镁合金 | |
| JP7401080B1 (ja) | 鋳造用Ａｌ合金の製造方法 | |
| US4067733A (en) | High strength aluminum alloy | |
| JP6267408B1 (ja) | アルミニウム合金およびアルミニウム合金鋳物品 | |
| JP7238545B2 (ja) | アルミニウム合金及び鋳造部品の製造方法 | |
| JP2002226932A (ja) | 強度及び熱伝導性に優れたヒートシンク用アルミニウム合金材及びその製造法 | |
| JPS6140300B2 (zh) | ||
| JP2022052437A (ja) | アルミニウム合金鋳物及びその製造方法 | |
| KR20240056957A (ko) | 우수한 강도, 연성 및 열전도도를 가지는 다이캐스팅용 알루미늄 합금 및 이의 제조방법 | |
| JPH07216486A (ja) | 高圧鋳造用アルミニウム合金 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |