CN112176231A - 一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金及其制备方法以及应用 - Google Patents

一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金及其制备方法以及应用 Download PDF

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CN112176231A CN202011123644.1A CN202011123644A CN112176231A CN 112176231 A CN112176231 A CN 112176231A CN 202011123644 A CN202011123644 A CN 202011123644A CN 112176231 A CN112176231 A CN 112176231A
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Abstract

本发明公开了一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金及其制备方法以及应用。一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金，组分包括：Si8.0%‑12.0%、Mn0.4%‑1.2%、Mg0.1%‑0.6%、Sr0.01%‑0.2%，Fe0.005%‑0.25%，0.005%‑0.2%的Sc，余量为Al和不可避免的微量杂质，其中，微量杂质中的单个元素含量≤0.1%，微量杂质总量≤0.3%，其应用于汽车受力结构件，包括副车架、减震器支座。能够在较低的成本下，得到比传统的铝合金压铸材料以及主流Silafont36铝合金更为优异的力学性能，其屈服强度、抗拉强度、伸长率均表现优异，利于汽车工业以较低成本获得较高性能，利于汽车的轻量化。

Description

一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金及其制备方法 以及应用
技术领域
本发明属于车用铝合金技术领域，具体涉及一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金及其制备方法以及应用。
背景技术
汽车中的结构件如副车架、减震器支座、后盖框架、A/B柱等为承载受力件，与汽车安全性密切相关。这类结构件通常具有复杂薄壁、尺寸较大等特征。由于在行驶中要保证汽车可靠的安全性，因此这些受力结构件要求高强度尤其是屈服强度及优良的伸长率。传统的汽车结构件大多采用钢质材料，通过冲压、锻造、焊接、铆接等工艺生产。在汽车市场中，竞争越来越激烈，目前各汽车公司都在向高质量、高可靠性、重量轻、节能、低成本方向发展，尤其随着新能源汽车的快速发展，在材料方面表现为轻量化，用铝合金代替部分钢铁件，并采用压铸成型工艺来代替传统的工艺，已达到其目标。
压铸成型工艺具有生产效率高、尺寸精度高、力学性能优良、材料利用率高、经济指标优良等优点，现已成为我国铸造业中的一个重要组成部分。铝硅合金具有良好的成形性能，通过压铸工艺可以制造复杂薄壁的零件，在汽车工业得到了广泛的应用，其已经成为汽车轻量化的重要支撑。
但是传统压铸生产的铝、镁合金铸件内部气孔多，无法进行固溶时效处理或焊接成形，也不能进行过多的机加工。现有常用的Al-Si-Cu系压铸铝合金均不属于高强度、高韧性的压铸铝合金材料，而常用的Al-Si-Mg系及Al-Mg系高强韧铸造铝合金的铸造性能较差，无法同时满足复杂薄壁、高强度、高韧性、抗冲击等汽车受力结构件的要求，因此传统压铸铝合金件在汽车受力结构件上的应用受到严重限制。现在的普通压铸铝合金多为A380、ADC12，而汽车结构件则常用进口的Sialfont-36铝合金压铸件
申请号为CN201711419201.5的发明专利公开了一种高强度压铸铝合金及其制备方法和应用。该技术方案中，铝合金含有以下元素：Si 7-11%、Cu 2.5-4%、Mg 0.6-2%、Mn 0.1-1%、Fe 0.5-1.2%、Ni 0.1-0.5%、添加元素 0.01-0.4%，余量为Al和不可避免的杂质，其中，所述的添加元素为Sr和Er，而将铝合金原料进行熔炼，冷却后得到一种高强度压铸铝合金。根据测试结果，其屈服强度在251-289MPa，拉伸强度在300-357MPa，延伸率在1.11-1.45%，其实质上倾向于材料刚性，而其延伸率较低，表明其韧性较低，这使得其适用于电子产品壳体中，但是每当用于汽车工业上时，应当同时具有较好的刚性和韧性。
申请号为CN201810497586.5的发明专利公开了一种用于真空压铸的高韧性铝合金及其产品的制备方法。该技术方案中，该铝合金包括以下组分：硅7.0%-8.5%、混合稀土0.10％～0.40％、锰0.3％～0.8％、铜0.2％～0.6％、镁0.3％～0.6％、锶0.01％～0.03％、铁≤0.18％、杂质≤0.20％，余量为铝，其中，混合稀土包括轻稀土元素铈和镧。在制备过程中，获得铝合金熔体后，将合金熔体浇注到压铸机中进行真空压铸，获得所需产品，真空压铸的模具型腔的真空度在5kPa以下，使得获得的铝合金产品无气孔缺陷。该技术方案指出，现有的Al-Si-Cu系、Al-Si-Mg系及Al-Mg系压铸铝合金均不属于高强度、高韧性的压铸铝合金材料，无法满足高强度、高韧性、抗冲击、耐腐蚀等复杂薄壁的汽车结构受力件的要求，不能应用于轿车上的安保零件，无法满足轿车轻量化的发展，该技术方案得到的高韧性铝合金的抗拉强度在302.5-316.8MPa，屈服强度在191.2-210.2MPa，伸长率在5.41-6.25%，可以看到，其不仅使用了较多的成本较高的稀土元素，且其抗拉强度与屈服强度不够优秀。
申请号为CN201811319392.2的发明专利公开了一种高强度高导热的压铸铝合金材料及其制备方法和应用。该技术方案中，铝合金的主要成分为Si 8.0-10.0%、Mg 1.5-3.5%、Fe 0.06-0.5%、Sr 0.005-0.05%,余量为Al和其他不可避免的杂质元素，所述的压铸铝合金材料还包括：Cu≤0.2%，Mn+Ti+Cr+V≤0.1%，其他杂质元素单个≤0.05%，合计≤0.15%；该技术方案得到的铝合金主要用于复杂结构及散热零部件，主要用于生产通信机箱、散热器、手机零部件，其主要是刚性以及导热率较高，而其延伸率较低，韧性不足。
申请号为CN202010245664.X的发明专利公开了一种高强度无缩孔的铝合金汽车配件的挤压铸造方法。该技术方案中，铝合金组分包括：Zn：8.9~13.0%，Mg：2.1~3.6%，Cu：1.2~2.8%，Mn：0.3~0.6%，Cr：0.2~0.5%，Zr：0.2~0.4%，Ti：0.05~0.15%，Sr：0.6~0.8%，Si：0.5~0.7%，Fe：0.1~0.15%，B：0.01~0.05%，其余是Al。根据实施例的测试数据，该技术方案得到的铝合金制成的汽车配件抗拉强度度428.9-432.3MPa，屈服强度378.7-384.2MPa，伸长率8.0-8.2％。可以看到，该技术方案公开的铝合金中有较多的元素组成，其中使用了Zr、Ti等成本较高的金属元素，Sr的使用量也较大，尽管其各项性能指标较高，但是其使用成本也过高。
发明内容
为了解决背景技术中提出的问题，达到“成本较低的同时获得较好的强度、韧性”的目的，本发明给出一种高强度、高韧性压铸铝合金，同时给出一种高强度、高韧性压铸铝合金的制备方法。
一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金：所述铝合金的组分包括：Si 8.0%-12.0%、Mn 0.4%-1.2%、Mg 0.1%-0.6%、Sr 0.01%-0.2%，Fe 0.005%-0.25%，余量为Al和不可避免的微量杂质，其中，微量杂质中的单个元素含量≤0.1%，微量杂质总量≤0.3%。
进一步地，组分中还包括0.005%-0.2%的Sc。
进一步地，所用的原料为纯铝或电解铝，铝硅中间合金或工业硅或速熔硅，铝锰中间合金或锰剂，铝锶中间合金，纯镁。
进一步地，所用的原料为纯铝或电解铝，铝硅中间合金或工业硅或速熔硅，铝锰中间合金或锰剂，铝锶中间合金，纯镁，铝钪中间合金。
进一步地，不可避免的微量杂质含有Cu、P、Ti、Ca、Zn中的一种或几种。
一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金的制备方法：制备步骤为：
a.按元素含量取用纯铝或电解铝，铝硅中间合金或工业硅或速熔硅，铝锰中间合金或锰剂，铝锶中间合金，纯镁，并预热；
b.将预热后的纯铝或电解铝投入熔炼炉中熔炼，然后加入铝硅中间合金或工业硅或速熔硅，铝锰中间合金或锰剂，最后将纯镁和铝锶中间合金加入熔炼炉并搅拌至完全熔化，成为熔体；
c.在步骤b得到的熔体中加入除渣剂；
d.对步骤c得到的熔体进行成分检测，确保成分合格，之后，加入精炼剂除气；
e.对精炼后的熔体进行成分检测、含气量检测、含渣量检测，然后静置降温，得到汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金。
进一步地，在步骤a中，需要将各种原料预热至150-200℃；在步骤b中，需要将纯铝或电解铝在熔炼炉中熔炼并加热到700-800℃，然后加入铝硅中间合金或工业硅或速熔硅，铝锰中间合金或锰剂，并将合金熔液控制在730-800℃；在步骤c中，加入的除渣剂占熔体总重量的0.1%-0.3%；在步骤d中，除气过程时长在5-15分钟，温度控制在720-730℃；在步骤e中，含气量检测标准为≤0.25ml/100g铝，含渣量检测则要求K模值≤1/20，之后，静置降温至680-720℃。K模值用于表示铝液中的含渣量，其具体过程为将铝合金熔融液注入K模模具，铸成铸块，随后破碎成20个试样小块，在20个试样小块的断面上寻找含渣的数量，含渣数量/20，即为K模值。
进一步地，在步骤a中，原料还包括铝钪中间合金，同样预热至150-200℃；在步骤b中，在纯铝或电解铝加热到700-800℃后，加入铝硅中间合金或工业硅或速熔硅，铝锰中间合金或锰剂，还有铝钪中间合金，并控制合金熔液在730-800℃。
一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金在汽车受力结构件中的应用。
进一步地，所述的汽车受力结构件为副车架或减震器支座。
使用本技术方案得到的压铸铝合金的铸态抗拉强度在206-249.5MPa，铸态屈服强度在131.5-146MPa，铸态伸长率在3.82%-5.44。
与现有技术相比，本发明公开的技术方案具有以下有益效果：能够在较低的成本下，得到比传统的铝合金压铸材料以及主流Silafont36铝合金更为优异的力学性能，其屈服强度、抗拉强度、伸长率均表现优异，铸造性能也较好，可以在现有压铸生产线上快速实现，无需大量投资，利于汽车工业以较低成本获得较高性能，利于汽车的轻量化，进而使得汽车，尤其是新能源汽车能够获得较好的爬坡性能、续航里程等，对于汽车工业的发展具有极大的促进作用。
具体实施方式
下面说明本发明的具体实施方式，公开实施方式的目的在于对本发明进行说明解释，而非是对本发明的限制，一切在本发明的基础上进行简单替换、组合和发展得到的技术方案，都应落入本发明的保护范围。
实施例一
一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金：所述铝合金的组分包括：Si 8.0%、Mn1.2%、Mg 0.1%、Sr 0.2%，Fe 0.005%，余量为Al和不可避免的微量杂质，其中，微量杂质中的单个元素含量≤0.1%，微量杂质总量≤0.3%。
进一步地，所用的原料为纯铝、铝硅中间合金、铝锰中间合金、铝锶中间合金、纯镁。
进一步地，不可避免的微量杂质含有Cu、P、Ti、Ca、Zn。
一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金的制备方法：制备步骤为：
a.按元素含量取用纯铝、铝硅中间合金、铝锰中间合金、铝锶中间合金、纯镁，并预热；
b.将预热后的纯铝投入熔炼炉中熔炼，然后加入铝硅中间合金、铝锰中间合金，最后将纯镁和铝锶中间合金加入熔炼炉并搅拌至完全熔化，成为熔体；
c.在步骤b得到的熔体中加入除渣剂；
d.对步骤c得到的熔体进行成分检测，确保成分合格，之后，加入精炼剂除气；
e.对精炼后的熔体进行成分检测、含气量检测、含渣量检测，然后静置降温，得到汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金。
进一步地，在步骤a中，需要将各种原料预热至150℃；在步骤b中，需要将纯铝或电解铝在熔炼炉中熔炼并加热到800℃，然后加入铝硅中间合金或工业硅或速熔硅，铝锰中间合金或锰剂，并将合金熔液控制在730℃；在步骤c中，加入的除渣剂占熔体总重量的0.3%；在步骤d中，除气过程时长在5分钟，温度控制在730℃；在步骤e中，含气量检测为0.1ml/100g铝，含渣量检测K模值0/20，之后，静置降温至680℃。K模值用于表示铝液中的含渣量，其具体过程为将铝合金熔融液注入K模模具，铸成铸块，随后破碎成20个试样小块，在20个试样小块的断面上寻找含渣的数量，含渣数量/20，即为K模值。
经检测，本实施例得到的压铸铝合金的铸态抗拉强度在206MPa，铸态屈服强度在131.5MPa，铸态伸长率在3.82%。
一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金在汽车受力结构件中的应用，所述的汽车受力结构件为减震器支座。
将本实施例得到的压铸铝合金采用真空压铸工艺制备得到某汽车的减震器支座，其中，压铸时，合金液的温度为680-700℃，真空度为20-30mbar，成型后压铸件平均壁厚在3mm左右，成型完好，各部位均为出现明显的浇不足、卷气等铸造缺陷。
经测试，得到的减震器支座的抗拉强度为300.7MPa，屈服强度为168.9MPa，伸长率为8.54%。而使用Silafont36压铸铝合金制得3mm厚的减震器支座的抗拉强度为275.3MPa，屈服强度146.0MPa，伸长率为6.1%。A380铝合金制得的3mm厚的减震器支座的抗拉强度为316.1MPa，屈服强度146.5MPa，伸长率为3.1%。ADC12铝合金制得的3mm厚的减震器支座的抗拉强度为329.3MPa，屈服强度166.7MPa，伸长率为2.6%。
继续对本实施例制得的减震器支座进行T6热处理，固溶温度范围为480℃，时间为3h，时效温度为175℃，时间为3h。多次进行力学性能测试，减震器支座的抗拉强度为305MPa，屈服强度为289.2MPa，伸长率为9.78%。相应地，使用Silafont36压铸铝合金制得3mm厚的减震器支座进行相同的T6热处理后，抗拉强度为305.6MPa，屈服强度246.5MPa，伸长率为7.8%。
可以看到，使用本申请公开的技术方案制得的压铸铝合金以及压铸铝合金压铸件的抗拉强度、屈服强度、伸长率的提升是全方面的，而其并没有添加较多的成本较高的原料如稀土元素等，使得其实用性较强，利于汽车轻量化。
实施例二
一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金：所述铝合金的组分包括：Si 12.0%、Mn0.4%、Mg 0.6%、Sr 0.01%，Fe 0.25%，余量为Al和不可避免的微量杂质，其中，微量杂质中的单个元素含量≤0.1%，微量杂质总量≤0.3%。
进一步地，组分中还包括0.2%的Sc。
进一步地，所用的原料为电解铝，工业硅，锰剂，铝锶中间合金，纯镁，铝钪中间合金。
进一步地，不可避免的微量杂质含有Cu、P、Ti、Ca、Zn。
一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金的制备方法：制备步骤为：
a.按元素含量取用电解铝、工业硅、锰剂、铝锶中间合金、纯镁，并预热；
b.将预热后的电解铝投入熔炼炉中熔炼，然后加入工业硅、锰剂，最后将纯镁和铝锶中间合金加入熔炼炉并搅拌至完全熔化，成为熔体；
c.在步骤b得到的熔体中加入除渣剂；
d.对步骤c得到的熔体进行成分检测，确保成分合格，之后，加入精炼剂除气；
e.对精炼后的熔体进行成分检测、含气量检测、含渣量检测，然后静置降温，得到汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金。
进一步地，在步骤a中，需要将各种原料预热至200℃；在步骤b中，需要将纯铝或电解铝在熔炼炉中熔炼并加热到700℃，然后加入铝硅中间合金或工业硅或速熔硅，铝锰中间合金或锰剂，并将合金熔液控制在800℃；在步骤c中，加入的除渣剂占熔体总重量的0.1%；在步骤d中，除气过程时长在15分钟，温度控制在720℃；在步骤e中，含气量检测为0.1ml/100g铝，含渣量检测K模值0/20，之后，静置降温至720℃。K模值用于表示铝液中的含渣量，其具体过程为将铝合金熔融液注入K模模具，铸成铸块，随后破碎成20个试样小块，在20个试样小块的断面上寻找含渣的数量，含渣数量/20，即为K模值。
进一步地，在步骤a中，原料还包括铝钪中间合金，同样预热至200℃；在步骤b中，在纯铝或电解铝加热到700℃后，加入铝硅中间合金或工业硅或速熔硅，铝锰中间合金或锰剂，还有铝钪中间合金，并控制合金熔液在800℃。
经检测，本实施例得到的压铸铝合金的铸态抗拉强度在241MPa，铸态屈服强度在146MPa，铸态伸长率在5.44%。
一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金在汽车受力结构件中的应用，所述的汽车受力结构件为减震器支座。
将本实施例得到的压铸铝合金采用真空压铸工艺制备得到某汽车的减震器支座，其中，压铸时，合金液的温度为680-700℃，真空度为20-30mbar，成型后压铸件平均壁厚在3mm左右，成型完好，各部位均为出现明显的浇不足、卷气等铸造缺陷。
经测试，得到的减震器支座的抗拉强度为301.6MPa，屈服强度为164.7MPa，伸长率为8.98%。而使用Silafont36压铸铝合金制得3mm厚的减震器支座的抗拉强度为275.3MPa，屈服强度146.0MPa，伸长率为6.1%。A380铝合金制得的3mm厚的减震器支座的抗拉强度为316.1MPa，屈服强度146.5MPa，伸长率为3.1%。ADC12铝合金制得的3mm厚的减震器支座的抗拉强度为329.3MPa，屈服强度166.7MPa，伸长率为2.6%。
继续对减震器支座进行T6热处理，固溶温度范围为510℃，时间为3h，时效温度为160℃，时间为3h。多次进行力学性能测试，减震器支座的抗拉强度为341.4MPa，屈服强度为227.2MPa，伸长率为11.2%。
实施例三
一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金：所述铝合金的组分包括：Si 10.0%、Mn0.8%、Mg 0.35%、Sr 0.1%，Fe 0.1%，余量为Al和不可避免的微量杂质，其中，微量杂质中的单个元素含量≤0.1%，微量杂质总量≤0.3%。
进一步地，组分中还包括0.005%的Sc。
进一步地，所用的原料为纯铝，速熔硅，铝锰中间合金，铝锶中间合金，纯镁，铝钪中间合金。
进一步地，不可避免的微量杂质含有Cu、P、Ti、Ca、Zn。
一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金的制备方法：制备步骤为：
a.按元素含量取用纯铝、速熔硅、铝锰中间合金、铝锶中间合金、纯镁，并预热；
b.将预热后的纯铝投入熔炼炉中熔炼，然后加入速熔硅、铝锰中间合金，最后将纯镁和铝锶中间合金加入熔炼炉并搅拌至完全熔化，成为熔体；
c.在步骤b得到的熔体中加入除渣剂；
d.对步骤c得到的熔体进行成分检测，确保成分合格，之后，加入精炼剂除气；
e.对精炼后的熔体进行成分检测、含气量检测、含渣量检测，然后静置降温，得到汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金。
进一步地，在步骤a中，需要将各种原料预热至175℃；在步骤b中，需要将纯铝或电解铝在熔炼炉中熔炼并加热到750℃，然后加入铝硅中间合金或工业硅或速熔硅，铝锰中间合金或锰剂，并将合金熔液控制在765℃；在步骤c中，加入的除渣剂占熔体总重量的0.2%；在步骤d中，除气过程时长在10分钟，温度控制在725℃；在步骤e中，含气量检测为0.1ml/100g铝，含渣量检测K模值0/20，之后，静置降温至700℃。K模值用于表示铝液中的含渣量，其具体过程为将铝合金熔融液注入K模模具，铸成铸块，随后破碎成20个试样小块，在20个试样小块的断面上寻找含渣的数量，含渣数量/20，即为K模值。
进一步地，在步骤a中，原料还包括铝钪中间合金，同样预热至175℃；在步骤b中，在纯铝或电解铝加热到750℃后，加入铝硅中间合金或工业硅或速熔硅，铝锰中间合金或锰剂，还有铝钪中间合金，并控制合金熔液在765℃。
经检测，本实施例得到的压铸铝合金的铸态抗拉强度在249.5MPa，铸态屈服强度在137.5MPa，铸态伸长率在4.65%。而使用Silafont36压铸铝合金制得3mm厚的减震器支座的抗拉强度为275.3MPa，屈服强度146.0MPa，伸长率为6.1%。A380铝合金制得的3mm厚的减震器支座的抗拉强度为316.1MPa，屈服强度146.5MPa，伸长率为3.1%。ADC12铝合金制得的3mm厚的减震器支座的抗拉强度为329.3MPa，屈服强度166.7MPa，伸长率为2.6%。
一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金在汽车受力结构件中的应用，所述的汽车受力结构件为减震器支座。
将本实施例得到的压铸铝合金采用真空压铸工艺制备得到某汽车的减震器支座，其中，压铸时，合金液的温度为680-700℃，真空度为20-30mbar，成型后压铸件平均壁厚在3mm左右，成型完好，各部位均为出现明显的浇不足、卷气等铸造缺陷。
经测试，得到的减震器支座的抗拉强度为307.4MPa，屈服强度为163.4MPa，伸长率为9.01%。
继续对减震器支座进行T6热处理，固溶温度范围为495℃，时间为3h，时效温度为167℃，时间为3h。多次进行力学性能测试，减震器支座的抗拉强度为325.1MPa，屈服强度为260.7MPa，伸长率为10.2%。

Claims (10)

1.一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金，其特征在于：所述铝合金的组分包括：Si 8.0%-12.0%、Mn 0.4%-1.2%、Mg 0.1%-0.6%、Sr 0.01%-0.2%，Fe 0.005%-0.25%，余量为Al和不可避免的微量杂质，其中，微量杂质中的单个元素含量≤0.1%，微量杂质总量≤0.3%。
2.如权利要求1所述的一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金，其特征在于：组分中还包括0.005%-0.2%的Sc。
3.如权利要求1所述的一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金，其特征在于：所用的原料为纯铝或电解铝，铝硅中间合金或工业硅或速熔硅，铝锰中间合金或锰剂，铝锶中间合金，纯镁。
4.如权利要求2所述的一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金，其特征在于：所用的原料为纯铝或电解铝，铝硅中间合金或工业硅或速熔硅，铝锰中间合金或锰剂，铝锶中间合金，纯镁，铝钪中间合金。
5.如权利要求1所述的一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金，其特征在于：不可避免的微量杂质含有Cu、P、Ti、Ca、Zn中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金的制备方法，其特征在于：制备步骤为：
a.按元素含量取用纯铝或电解铝，铝硅中间合金或工业硅或速熔硅，铝锰中间合金或锰剂，铝锶中间合金，纯镁，并预热；
b.将预热后的纯铝或电解铝投入熔炼炉中熔炼，然后加入铝硅中间合金或工业硅或速熔硅，铝锰中间合金或锰剂，最后将纯镁和铝锶中间合金加入熔炼炉并搅拌至完全熔化，成为熔体；
c.在步骤b得到的熔体中加入除渣剂；
d.对步骤c得到的熔体进行成分检测，确保成分合格，之后，加入精炼剂除气；
e.对精炼后的熔体进行成分检测、含气量检测、含渣量检测，然后静置降温，得到汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金。
7.如权利要求6所述的一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金的制备方法，其特征在于：在步骤a中，需要将各种原料预热至150-200℃；在步骤b中，需要将纯铝或电解铝在熔炼炉中熔炼并加热到700-800℃，然后加入铝硅中间合金或工业硅或速熔硅，铝锰中间合金或锰剂，并将合金熔液控制在730-800℃；在步骤c中，加入的除渣剂占熔体总重量的0.1%-0.3%；在步骤d中，除气过程时长在5-15分钟，温度控制在720-730℃；在步骤e中，含气量检测标准为≤0.25ml/100g铝，含渣量检测则要求K模值≤1/20，之后，静置降温至680-720℃。
8.如权利要求7所述的一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金的制备方法，其特征在于：在步骤a中，原料还包括铝钪中间合金，同样预热至150-200℃；在步骤b中，在纯铝或电解铝加热到700-800℃后，加入铝硅中间合金或工业硅或速熔硅，铝锰中间合金或锰剂，还有铝钪中间合金，并控制合金熔液在730-800℃。
9.如权利要求1-5任一项所述的一种汽车结构件用高强度、高韧性压铸铝合金在汽车受力结构件中的应用。
10.如权利要求9所述的应用，所述的汽车受力结构件为副车架或减震器支座。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113174516A (zh) * 2021-04-19 2021-07-27 浙江极铝新材料有限公司 一种含钪高强韧铝硅合金及其制备工艺
CN113444929A (zh) * 2021-07-16 2021-09-28 合肥工业大学 一种微合金化非热处理高强韧压铸铝合金及其制备工艺
CN113584358A (zh) * 2021-07-30 2021-11-02 东风商用车有限公司 用于制备支架类铸件的铝合金及其成形方法
CN113846253A (zh) * 2021-09-18 2021-12-28 中国航发北京航空材料研究院 一种Al-Si-Mg-Cu-Sc-Zr-Sr铸造合金及其制备与热处理方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102899539A (zh) * 2012-11-07 2013-01-30 南京宁铁有色合金科技开发有限公司 一种压铸用高塑性铝硅合金及其制备方法
CN103266243A (zh) * 2013-06-06 2013-08-28 中南林业科技大学 微型车结构件低压铸造用高性能铝合金及其制备方法
CN106636788A (zh) * 2016-11-15 2017-05-10 扬州嵘泰工业发展有限公司 铝硅合金车身支架及其高压真空压铸制备方法
CN109055830A (zh) * 2018-08-21 2018-12-21 宁波合力模具科技股份有限公司 一种高强韧铝合金及其制备方法
CN109957687A (zh) * 2019-04-11 2019-07-02 华南理工大学 一种压铸铝硅合金及其制备方法
CN110541094A (zh) * 2019-09-30 2019-12-06 中信戴卡股份有限公司 一种压铸铝合金及车用部件

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102899539A (zh) * 2012-11-07 2013-01-30 南京宁铁有色合金科技开发有限公司 一种压铸用高塑性铝硅合金及其制备方法
CN103266243A (zh) * 2013-06-06 2013-08-28 中南林业科技大学 微型车结构件低压铸造用高性能铝合金及其制备方法
CN106636788A (zh) * 2016-11-15 2017-05-10 扬州嵘泰工业发展有限公司 铝硅合金车身支架及其高压真空压铸制备方法
CN109055830A (zh) * 2018-08-21 2018-12-21 宁波合力模具科技股份有限公司 一种高强韧铝合金及其制备方法
CN109957687A (zh) * 2019-04-11 2019-07-02 华南理工大学 一种压铸铝硅合金及其制备方法
CN110541094A (zh) * 2019-09-30 2019-12-06 中信戴卡股份有限公司 一种压铸铝合金及车用部件

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113174516A (zh) * 2021-04-19 2021-07-27 浙江极铝新材料有限公司 一种含钪高强韧铝硅合金及其制备工艺
CN113174516B (zh) * 2021-04-19 2021-11-26 浙江极铝新材料有限公司 一种含钪高强韧铝硅合金及其制备工艺
CN113444929A (zh) * 2021-07-16 2021-09-28 合肥工业大学 一种微合金化非热处理高强韧压铸铝合金及其制备工艺
CN113584358A (zh) * 2021-07-30 2021-11-02 东风商用车有限公司 用于制备支架类铸件的铝合金及其成形方法
CN113584358B (zh) * 2021-07-30 2022-05-03 东风商用车有限公司 铝合金支架类铸件的成形方法
CN113846253A (zh) * 2021-09-18 2021-12-28 中国航发北京航空材料研究院 一种Al-Si-Mg-Cu-Sc-Zr-Sr铸造合金及其制备与热处理方法

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