CN114941092B - 一种适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属材料及铸造领域，公开了一种适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金及其制备方法，该压铸铝合金按质量百分比计，包括：0.1％～2.0％锌，0.2％～1.0％锡，4.0％～6.5％硅，0.1％～1.5％铜，0.05％～0.2％钪，0.1％～0.5％锰，0.1％～0.3％镁，0.05％～0.3％钛，0.01％～0.1％锶，小于或等于0.20％的不可避免的杂质，余量的铝。本发明通过降低压铸铝合金中硅及铜元素含量，减少搅拌摩擦焊前母材中析出相数量与尺寸，减弱母材硬质析出相对搅拌头的磨损作用，促进搅拌头沿焊接方向顺利行进；同时，添加锡、锌、钪等元素，提高母材及焊缝区域的强度，改善母材的搅拌摩擦焊性能。

Description

一种适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金及其制备方法
技术领域
本发明属于金属材料及铸造技术领域，更具体地，涉及一种适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金及其制备方法。
背景技术
铝合金是当前工业中应用最广泛的轻合金材料。压铸作为一种先进、高效的精密液态成型技术，能够制造出复杂、壁薄的铸件，是铝合金的主要成型制造方法之一。但是，压铸工艺由于其固有的高速充型特征，导致压铸件中含气量高，不能进行热处理强化，更不能使用熔化焊接方法进行焊接，因为熔焊的高温会导致焊接热影响区产生表面鼓泡现象，焊缝和熔合区还会由于气体释放和膨胀而导致严重的气孔缺陷，焊缝性能不佳。搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding，FSW)作为一种先进的固相焊接技术，焊接过程中金属不熔化，工艺温度低、无飞溅、无烟尘且无需填丝，正好弥补了上述熔焊工艺的缺点，有望应用于压铸铝合金的焊接连接，打破压铸件不能焊接连接的限制。
目前国内外还未开发出适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金成分体系。目前已工业应用的压铸铝合金主要是Al-Si系和Al-Mg系合金。在Al-Si系合金中，Si元素是主要的合金元素，Si的加入可提高合金的流动性、抗拉强度、硬度和耐磨性。除Si外，这类合金中的其它合金元素含量较少，已应用的合金牌号有ADC1、YL101、YL102等。为进一步提高Al-Si压铸合金的强度，在Al-Si系合金基础上发展了Al-Si-Mg和Al-Si-Cu系合金。Al-Si-Mg系主要包括ADC3、A360、YL104等，Al-Si-Cu系主要包括ADC10、ADC12、A380、YL112、YL113等合金。虽然在Al-Si-Mg和Al-Si-Cu系合金中引入了Mg或Cu等元素，但在该类合金体系中Si含量仍非常高，关于压铸铝合金的专利所公开的硅含量普遍高于7％，有的甚至达到13％以上，例如CN107739916A和CN111945039A。而高硅添加量会使得压铸铝合金中产生高体积含量及大尺寸硬质析出相(如Si相等)，这不利于搅拌摩擦焊过程中搅拌头的旋转及前进，容易造成搅拌头寿命减弱。同时，搅拌摩擦焊产生的热量易使焊缝及其周边组织粗化，力学性能降低。因此，亟需开发新型压铸铝合金，在保证合金强度的前提下，提高铸件内在质量及对于搅拌摩擦焊的适用性。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金及其制备方法，旨在解决现有压铸铝合金中由于硅含量高而产生高体积含量及大尺寸硬质析出相，从而导致影响搅拌摩擦焊过程中搅拌头的运动，以及对铝合金进行搅拌摩擦焊过程中产生的热量易使焊缝及其周边组织粗化的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金，按照质量百分比计，包括如下组分：
0.1％～2.0％锌，0.2％～1.0％锡，4.0％～6.5％硅，0.1％～1.5％铜，0.05％～0.2％钪，0.1％～0.5％锰，0.1％～0.3％镁，0.05％～0.3％钛，0.01％～0.1％锶，小于或等于0.20％的不可避免的杂质，以及余量的铝。
按照本发明的另一方面，还提供了一种上述适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金的制备方法，包括如下步骤：
S1、按照所述压铸铝合金的组分，选取纯铝、纯锌、纯锡、纯铜、纯镁和中间合金配制原材料，其中，所述中间合金为铝锰合金、铝硅合金、铝钪合金、铝钛合金和铝锶合金；
S2、将所述原材料混合熔炼，获得合金熔体；
S3、将所述合金熔体压铸成形，获得适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金。
优选地，步骤S1中，所述中间合金为Al-10％Mn、Al-20％Si、Al-10％Sc、Al-5％Ti和Al-10％Sr。
优选地，步骤S2中，将所述原材料置于不含铁的碳化硅材料坩埚、石墨材料坩埚或混合材料坩埚中混合后进行熔炼，熔炼温度为680℃～750℃。
优选地，步骤S2中，将所述原材料混合熔炼后采用旋转喷吹进行精炼处理，精炼处理后静置一段时间，扒渣后获得合金熔体。
优选地，所述旋转喷吹为正-反转交替旋转喷吹惰性气体，每次正转和反转时间相同，旋转喷头转速高于或等于560r/min，喷吹惰性气体流量为16L/min～32L/min。
优选地，所述精炼处理的温度为680℃～730℃，所述精炼处理的时间为10min～15min。
优选地，所述合金熔体中的含氢量小于或等于0.1mL/(100g Al)。
优选地，步骤S3具体为：将所述合金熔体浇注到压铸机的压射室中，然后压铸进入模具型腔中成形为零件，所述压射室的预热温度为200℃～220℃，所述压铸机的压射速度为3.0m/s～7.0m/s，压射压力为30MPa～90MPa，所述合金熔体的浇注温度为640℃～680℃。
优选地，所述压铸成形为真空压铸成形，所述模具型腔的绝对真空度小于10kPa。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明通过适当降低压铸铝合金中硅及铜元素的含量，减少搅拌摩擦焊前母材中析出相数量与尺寸，减弱母材硬质析出相对搅拌头的磨损作用，促进搅拌头沿焊接方向顺利行进，并提高搅拌头的使用寿命。同时，添加适量锡、锌、钪元素，一方面通过固溶强化等提高母材及焊缝区域的强度，另一方面这些元素也可改善母材的搅拌摩擦焊性能。此外，添加的少量钛和锶元素可细化母材中的晶粒尺寸，从而减弱搅拌摩擦焊后的粗化现象，以提高合金的力学性能。本发明提供的铝合金压铸件可以通过搅拌摩擦焊连接成为更大的零部件，且力学性能高，对搅拌摩擦焊这种焊接方式适用性强。
(2)本发明采用旋转喷吹进行精炼处理，可减少铝液含氢量，而后进行真空压铸成形，铝合金零件中的含氢量及卷气量少，防止搅拌摩擦焊时母材中析出气体，不会产生气孔缺陷，焊接质量高。
(3)本发明在铝液精炼中旋转喷头采用正-反转交替旋转吹气，可以避免旋转杆在铝液表面产生的较深漩涡，并保持液面相对平静，减少空气对铝液的氧化和铝液的吸气。喷头转速达到560r/min及以上的高转速，可以大幅度减小惰性气泡的直径，提高除气效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金的制备工艺流程图。
图2为本发明实施例1中制备的适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金的铸态微观组织。
图3为本发明实施例1中压铸铝合金在进行搅拌摩擦焊的焊缝横断面的宏观照片，图中，1-第一母材，2-搅拌摩擦焊焊缝，3-第二母材，此处的第一母材和第二母材均采用本发明实施例1中制备的压铸铝合金材料。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的一种适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金，按照质量百分比计，包括如下组分：
0.1％～2.0％锌，0.2％～1.0％锡，4.0％～6.5％硅，0.1％～1.5％铜，0.05％～0.2％钪，0.1％～0.5％锰，0.1％～0.3％镁，0.05％～0.3％钛，0.01％～0.1％锶，小于或等于0.20％的不可避免的杂质，以及余量的铝。其中不可避免的杂质可包括铁、钒、钙、铬、锑、镍和铅中的一种或多种。
本发明通过降低压铸铝合金中硅与铜元素的含量，减少搅拌摩擦焊前母材中析出相数量与尺寸，减弱母材硬质析出相对搅拌头的磨损作用，促进搅拌头沿焊接方向顺利行进，提高搅拌头的使用寿命。
本发明在压铸铝合金中添加了适量的锡、锌、钪元素，一方面通过固溶强化等提高母材及焊缝区域的强度，另一方面这些元素也可改善母材的搅拌摩擦焊性能。锡元素可以一定程度的降低母材的熔点，从而在搅拌头转速较低及搅拌头压力较小情况下进行搅拌摩擦焊接，减小高速高压下的热量影响，减弱焊缝及周围组织的晶粒长大，提高焊缝的力学性能。锌元素在铝中的固溶度大，可通过固溶强化提高母材及焊缝的力学性能。微量钪元素可形成大量细小的初生Al3Sc粒子，该粒子可作为非均匀形核的核心质点，显著细化焊接区内铸态晶粒；同时，由于Al3Sc粒子的存在，可以强烈钉轧晶界，有效阻碍晶界迁移，抑制再结晶发生，显著改善焊接区域的强度。
此外，搅拌摩擦焊过程中，部分区域母材晶粒会被破碎成为更小的晶粒，热影响区会发生晶粒长大粗化现象。本发明通过引入少量钛元素细化母材中α-Al晶粒尺寸，引入少量锶元素细化母材中的共晶硅尺寸，得到组织细化的母材原始凝固组织，可在搅拌摩擦焊后产生晶粒细小、粗化减弱的焊接区域组织，进一步提高其力学性能。
另一方面，如图1所示，本发明还提供一种上述压铸铝合金的制备方法，包括如下步骤：
S1、按照所述压铸铝合金的组分，选取纯铝、纯锌、纯锡、纯铜、纯镁和中间合金配制原材料，其中，所述中间合金为铝锰合金、铝硅合金、铝钪合金、铝钛合金和铝锶合金，优选地，中间合金具体为Al-10％Mn、Al-20％Si、Al-10％Sc、Al-5％Ti和Al-10％Sr；
S2、将所述原材料混合熔炼，获得合金熔体；
S3、将所述合金熔体压铸成形，获得适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金。
一些实施例的步骤S2中，将所述原材料置于不含铁的碳化硅材料坩埚、石墨材料坩埚或混合材料坩埚中混合后进行熔炼，熔炼温度为680℃～750℃。若坩埚中含铁，会使得铝液中引入较多的杂质Fe元素，造成铝合金中形成针状富铁相化合物，从而降低本体材质强度，也降低搅拌摩擦焊时的焊缝强度。
由于熔融铝容易与炉料、炉气或耐火材料等带入熔体中的水分反应产生氢气，并且合金吸气严重，因此传统的压铸件铝液含气量(90％的气体是氢气)高，在后续搅拌摩擦焊焊接时受热也会再次以气泡的形式析出，在焊缝中生成气孔缺陷。为了更好地除气除杂，本发明实施例将原材料混合熔炼后，采用旋转喷吹对熔体进行精炼处理，精炼处理后静置一段时间，扒渣后获得合金熔体。
具体地，所述旋转喷吹为正-反转交替旋转喷吹惰性气体，每次正转和反转时间相同，旋转喷头转速高于或等于560r/min，喷吹惰性气体流量为16L/min～32L/min。为了达到良好的精炼效果，精炼处理的温度宜为680℃～730℃，精炼处理的时间为10min～15min。经过精炼处理后，合金熔体中的含氢量能够降低到小于或等于0.1mL/(100g Al)。
一些实施例的步骤S3中，压铸成形过程具体为：将合金熔体浇注到压铸机的压射室中，然后压铸进入模具型腔中成形为零件，所述压射室的预热温度为200℃～220℃，所述压铸机的压射速度为3.0m/s～7.0m/s，压射压力为30MPa～90MPa，所述合金熔体的浇注温度为640℃～680℃。
考虑到压铸时也容易将气体卷入模具型腔中，导致压铸件内部的气体元素是过饱和的，易在后续搅拌摩擦焊过程中产生气孔等缺陷，本发明实施例采用真空压铸成形，压铸机的模具型腔中绝对真空度小于10kPa。
以下结合具体实施例，对上述技术方案详细说明。
实施例1
本实施例提供一种适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金，其制备方法具体如下：
(1)按照下列合金成分的质量百分比准备原材料：锌0.8％，锡0.5％，硅4.5％，铜0.8％，钪0.08％，锰0.2％，镁0.15％，钛0.1％，锶0.05％，余量为铝。其中，锌、锡、铜、镁以纯金属单质的形式添加，硅、钪、锰、钛、锶分别以中间合金Al-20％Si、Al-10％Sc、Al-10％Mn、Al-5％Ti和Al-10％Sr的形式添加，剩余的铝以纯金属单质的形式加入。
(2)将原材料300kg混合并放入熔炼炉中的碳化硅坩埚内，在700℃下进行熔炼，原材料熔炼完成后，调节熔炼炉的温度至690℃，然后采用旋转吹氩气的方式进行精炼处理用于除气除杂，旋转喷头采用正-反转交替旋转喷气，正-反转时间比为5s比5s；喷头转速为560r/min，喷吹氩气气体流量为24L/min。精炼13min后静置5min，扒渣后获得合金熔体；精炼后检测铝液含氢量为0.1mL/(100g Al)。
(3)将合金熔体浇注到压铸机的压射室内进行真空压铸成形获得压铸铝合金，其中压射室的预热温度为200℃，合金熔体的浇注温度为650℃，压铸机的压射速度为4.0m/s，压射压力为40MPa，压铸模具型腔绝对真空度为9kPa。铝合金的金相组织如图2所示。
采用上述压铸铝合金及压铸件为搅拌摩擦焊母材，切取几何尺寸为70mm×50mm×4mm的试样，母材抗拉强度为240MPa。母材经打磨和清理后用搅拌摩擦焊机进行焊接，焊接工艺参数为：焊接速度40mm/min，搅拌头转速为900r/min。焊缝大致呈现倒梯形，前进侧有较为清晰的分界线，后退侧则分界模糊。焊接接头的抗拉强度为213MPa，为母材抗拉强度的88.75％。焊缝横断面的宏观照片如图3所示，焊缝中无气孔缺陷，组织细小。
实施例2
本实施例提供一种适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金，其制备方法具体如下：
(1)按照下列合金成分的质量百分比准备原材料：锌1.2％，锡0.8％，硅6.0％，铜1.2％，钪0.11％，锰0.3％，镁0.25％，钛0.2％，锶0.07％，余量为铝。其中，锌、锡、铜、镁以纯金属单质的形式添加，硅、钪、锰、钛、锶分别以中间合金Al-20％Si、Al-10％Sc、Al-10％Mn、Al-5％Ti和Al-10％Sr的形式添加，剩余的铝以纯金属单质的形式加入。
(2)将原材料200kg混合并放入熔炼炉中的碳化硅坩埚内，在720℃下进行熔炼，原材料熔炼完成后，调节熔炼炉的温度至700℃，然后采用旋转吹氩气的方式进行精炼处理用于除气除杂，旋转喷头采用正-反转交替旋转喷气，正-反转时间比为5s比5s；喷头转速为560r/min，喷吹氩气气体流量为16L/min。精炼10min后静置5min，扒渣后获得合金熔体；精炼后检测铝液含氢量为0.095mL/(100g Al)。
(3)将合金熔体浇注到压铸机的压射室内进行真空压铸成形获得压铸铝合金，其中压射室的预热温度为210℃，合金熔体的浇注温度为640℃，压铸机的压射速度为5.0m/s，压射压力为50MPa，压铸模具型腔绝对真空度为8kPa。
采用上述压铸铝合金及压铸件为搅拌摩擦焊母材，切取几何尺寸为70mm×50mm×4mm的试样，母材抗拉强度为270MPa。母材经打磨和清理后用搅拌摩擦焊机进行焊接，焊接工艺参数为：焊接速度40mm/min，搅拌头转速为900r/min。焊缝大致呈现倒梯形，前进侧有较为清晰的分界线，后退侧则分界模糊。焊接接头的抗拉强度为241MPa，为母材抗拉强度的89.26％。
实施例3
本实施例提供一种适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金，其制备方法具体如下：
(1)按照下列合金成分的质量百分比准备原材料：锌2.0％，锡1.0％，硅6.5％，铜1.4％，钪0.2％，锰0.5％，镁0.3％，钛0.25％，锶0.1％，余量为铝。其中，锌、锡、铜、镁以纯金属单质的形式添加，硅、钪、锰、钛、锶分别以中间合金Al-20％Si、Al-10％Sc、Al-10％Mn、Al-5％Ti和Al-10％Sr的形式添加，剩余的铝以纯金属单质的形式加入。
(2)将原材料400kg混合并放入熔炼炉中的碳化硅坩埚内，在740℃下进行熔炼，原材料熔炼完成后，调节熔炼炉的温度至720℃，然后采用旋转吹氩气的方式进行精炼处理用于除气除杂，旋转喷头采用正-反转交替旋转喷气，正-反转时间比为5s比5s；喷头转速为560r/min，喷吹氩气气体流量为32L/min。精炼15min后静置5min，扒渣后获得合金熔体；精炼后检测铝液含氢量为0.09mL/(100g Al)。
(3)将合金熔体浇注到压铸机的压射室内进行真空压铸成形获得压铸铝合金，其中压射室的预热温度为220℃，合金熔体的浇注温度为660℃，压铸机的压射速度为6.0m/s，压射压力为70MPa，压铸模具型腔绝对真空度为7kPa。
采用上述压铸铝合金及压铸件为搅拌摩擦焊母材，切取几何尺寸为70mm×50mm×4mm的试样，母材抗拉强度为275MPa。母材经打磨和清理后用搅拌摩擦焊机进行焊接，焊接工艺参数为：焊接速度40mm/min，搅拌头转速为900r/min。焊缝大致呈现倒梯形，前进侧有较为清晰的分界线，后退侧则分界模糊。焊接接头的抗拉强度为237MPa，为母材抗拉强度的86.18％。
实施例4
本实施例提供一种适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金，其制备方法具体如下：
(1)按照下列合金成分的质量百分比准备原材料：锌0.1％，锡0.2％，硅4.0％，铜0.1％，钪0.05％，锰0.1％，镁0.1％，钛0.05％，锶0.01％，余量为铝。其中，锌、锡、铜、镁以纯金属单质的形式添加，硅、钪、锰、钛、锶分别以中间合金Al-20％Si、Al-10％Sc、Al-10％Mn、Al-5％Ti和Al-10％Sr的形式添加，剩余的铝以纯金属单质的形式加入。
(2)将原材料300kg混合并放入熔炼炉中的碳化硅坩埚内，在680℃下进行熔炼，原材料熔炼完成后，保持熔炼炉的温度在680℃，然后采用旋转吹氩气的方式进行精炼处理用于除气除杂，旋转喷头采用正-反转交替旋转喷气，正-反转时间比为5s比5s；喷头转速为560r/min，喷吹氩气气体流量为30L/min。精炼12min后静置5min，扒渣后获得合金熔体；精炼后检测铝液含氢量为0.09mL/(100g Al)。
(3)将合金熔体浇注到压铸机的压射室内进行真空压铸成形获得压铸铝合金，其中压射室的预热温度为200℃，合金熔体的浇注温度为640℃，压铸机的压射速度为7.0m/s，压射压力为30MPa，压铸模具型腔绝对真空度为9kPa。
采用上述压铸铝合金及压铸件为搅拌摩擦焊母材，切取几何尺寸为70mm×50mm×4mm的试样，母材经打磨和清理后用搅拌摩擦焊机进行焊接，焊接工艺参数为：焊接速度40mm/min，搅拌头转速为900r/min。焊缝大致呈现倒梯形，前进侧有较为清晰的分界线，后退侧则分界模糊。经测试，焊接接头具有较高的抗拉强度。
实施例5
本实施例提供一种适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金，其制备方法具体如下：
(1)按照下列合金成分的质量百分比准备原材料：锌1.5％，锡0.7％，硅5.0％，铜1.5％，钪0.15％，锰0.4％，镁0.28％，钛0.3％，锶0.08％，余量为铝。其中，锌、锡、铜、镁以纯金属单质的形式添加，硅、钪、锰、钛、锶分别以中间合金Al-20％Si、Al-10％Sc、Al-10％Mn、Al-5％Ti和Al-10％Sr的形式添加，剩余的铝以纯金属单质的形式加入。
(2)将原材料300kg混合并放入熔炼炉中的碳化硅坩埚内，在750℃下进行熔炼，原材料熔炼完成后，调节熔炼炉的温度至730℃，然后采用旋转吹氩气的方式进行精炼处理用于除气除杂，旋转喷头采用正-反转交替旋转喷气，正-反转时间比为5s比5s；喷头转速为560r/min，喷吹氩气气体流量为20L/min。精炼10min后静置5min，扒渣后获得合金熔体；精炼后检测铝液含氢量为0.09mL/(100g Al)。
(3)将合金熔体浇注到压铸机的压射室内进行真空压铸成形获得压铸铝合金，其中压射室的预热温度为220℃，合金熔体的浇注温度为670℃，压铸机的压射速度为3.0m/s，压射压力为90MPa，压铸模具型腔绝对真空度为7kPa。
采用上述压铸铝合金及压铸件为搅拌摩擦焊母材，切取几何尺寸为70mm×50mm×4mm的试样，母材经打磨和清理后用搅拌摩擦焊机进行焊接，焊接工艺参数为：焊接速度40mm/min，搅拌头转速为900r/min。焊缝大致呈现倒梯形，前进侧有较为清晰的分界线，后退侧则分界模糊。经测试，焊接接头具有较高的抗拉强度。
实施例6
本实施例提供一种适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金，其制备方法具体如下：
(1)按照下列合金成分的质量百分比准备原材料：锌0.5％，锡0.5％，硅5.5％，铜0.5％，钪0.18％，锰0.3％，镁0.2％，钛0.15％，锶0.03％，余量为铝。其中，锌、锡、铜、镁以纯金属单质的形式添加，硅、钪、锰、钛、锶分别以中间合金Al-20％Si、Al-10％Sc、Al-10％Mn、Al-5％Ti和Al-10％Sr的形式添加，剩余的铝以纯金属单质的形式加入。
(2)将原材料400kg混合并放入熔炼炉中的碳化硅坩埚内，在740℃下进行熔炼，原材料熔炼完成后，调节熔炼炉的温度至720℃，然后采用旋转吹氩气的方式进行精炼处理用于除气除杂，旋转喷头采用正-反转交替旋转喷气，正-反转时间比为5s比5s；喷头转速为560r/min，喷吹氩气气体流量为16L/min。精炼15min后静置5min，扒渣后获得合金熔体；精炼后检测铝液含氢量为0.095mL/(100g Al)。
(3)将合金熔体浇注到压铸机的压射室内进行真空压铸成形获得压铸铝合金，其中压射室的预热温度为210℃，合金熔体的浇注温度为680℃，压铸机的压射速度为5.0m/s，压射压力为80MPa，压铸模具型腔绝对真空度为6kPa。
采用上述压铸铝合金及压铸件为搅拌摩擦焊母材，切取几何尺寸为70mm×50mm×4mm的试样，母材经打磨和清理后用搅拌摩擦焊机进行焊接，焊接工艺参数为：焊接速度40mm/min，搅拌头转速为900r/min。焊缝大致呈现倒梯形，前进侧有较为清晰的分界线，后退侧则分界模糊。经测试，焊接接头具有较高的抗拉强度。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金，其特征在于，按照质量百分比计，包括如下组分：
0.1％～2.0％锌，0.2％～1.0％锡，4.0％～6.5％硅，0.1％～1.5％铜，0.05％～0.2％钪，0.1％～0.5％锰，0.1％～0.3％镁，0.05％～0.3％钛，0.01％～0.1％锶，小于或等于0.20％的不可避免的杂质，以及余量的铝。
2.一种根据权利要求1所述的适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按照所述压铸铝合金的组分，选取纯铝、纯锌、纯锡、纯铜、纯镁和中间合金配制原材料，其中，所述中间合金为铝锰合金、铝硅合金、铝钪合金、铝钛合金和铝锶合金；
S2、将所述原材料混合熔炼，获得合金熔体；
S3、将所述合金熔体压铸成形，获得适用于搅拌摩擦焊的压铸铝合金。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述中间合金为Al-10％Mn、Al-20％Si、Al-10％Sc、AL-5％Ti和Al-10％Sr。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤S2中，将所述原材料置于不含铁的碳化硅材料坩埚、石墨材料坩埚或混合材料坩埚中混合后进行熔炼，熔炼温度为680℃～750℃。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤S2中，将所述原材料混合熔炼后采用旋转喷吹进行精炼处理，精炼处理后静置一段时间，扒渣后获得合金熔体。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述旋转喷吹为正-反转交替旋转喷吹惰性气体，每次正转和反转时间相同，旋转喷头转速高于或等于560r/min，喷吹惰性气体流量为16L/min～32L/min。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述精炼处理的温度为680℃～730℃，所述精炼处理的时间为10min～15min。
8.根据权利要求5-7任一所述的制备方法，其特征在于：所述合金熔体中的含氢量小于或等于0.1mL/(100g Al)。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S3具体为：将所述合金熔体浇注到压铸机的压射室中，然后压铸进入模具型腔中成形为零件，所述压射室的预热温度为200℃～220℃，所述压铸机的压射速度为3.0m/s～7.0m/s，压射压力为30MPa～90MPa，所述合金熔体的浇注温度为640℃～680℃。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述压铸成形为真空压铸成形，所述模具型腔的绝对真空度小于10kPa。
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