CN115505795A

CN115505795A - 一种免热处理铝合金材料及其成型工艺

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Publication number: CN115505795A
Application number: CN202211175723.6A
Authority: CN
Inventors: 苑高利; 臧永兴; 孙克明; 霍臣明; 葛素静; 李雪珂
Original assignee: Hebei Xinlizhong Nonferrous Metals Group Co ltd
Current assignee: Hebei Xinlizhong Nonferrous Metals Group Co ltd
Priority date: 2022-09-26
Filing date: 2022-09-26
Publication date: 2022-12-23

Abstract

本发明公开了一种免热处理铝合金材料，属于铝合金技术领域，本发明所述的免热处理铝合金材料包括以下组分：Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn、Ti、Sr、Zr、Cr、B、稀土La+Y、Al及不可避免的杂质元素，所述的组分按百分比配比为Si：7.0‑10.5％、Fe：0.1‑0.8％、Cu：0.95‑4.0％、Mn：0.2‑0.7％、Mg：0.4‑1.44％、Zn：0.1‑1.2％、Ti：0.036‑0.1％、Sr：0.02‑0.06％、Zr：0.002‑0.06％、Cr：0≤Cr＜0.008％、B：0≤B≤0.002％、稀土La+Y：0≤稀土La+Y≤0.2％，余量为Al和不可避免的杂质元素。本发明的优点在于：在成分设计方面将S i控制在7‑10％亚共晶系列的范围内，可以很好地提高铝合金中的流动性和充型能力，通过其他元素的共同协同作用，在保证一定的延伸率的同时，提高屈服强度；压铸结构件晶粒尺寸明显细化，实现双重细化效果。

Description

一种免热处理铝合金材料及其成型工艺

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，具体是指一种免热处理铝合金材料及其成型工艺。

背景技术

面对汽车行业零部件市场需求的新变化，为了实现汽车零部件在一体化、大尺寸、薄壁、结构复杂和热处理易变形的新能源汽车结构件“铝代钢”材料的替代的目的，提出了免热处理铝合金的新工艺。免热处理铝合金结构件的生产可以降低生产成本，提高生产效率。同时对于推动汽车轻量化、节能减排和增加新能源汽车的续航能力，提升车辆安全等方面将发挥至关重要的作用。

免热处理力学性能自强化铝合金，其特点是零部件不需要经过高温固溶处理和人工时效，仅通过自然时效即可获得较高的强韧性能。目前国内外各研究机构及制造商都在大力开发免热处理铝合金，虽然近些年免热处理高强韧铝合金开发取得较大进展，但在成本降低(低成本合金化元素选择)、强韧性能提高和成形能力改善等方面仍需进一步突破，满足大型薄壁复杂高强韧铝合金构件的制备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的免热处理铝合金成本高、强韧性能及成形能力差的技术问题，提供一种能降低生产成本、提高构件结构性能的免热处理铝合金材料及其成型工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供一种免热处理铝合金材料，所述的免热处理铝合金材料包括以下组分：Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn、Ti、Sr、Zr、Cr、B、稀土La+Y、Al及不可避免的杂质元素，所述的组分按百分比配比为Si：7.0-10.5％、Fe：0.1-0.8％、Cu：0.95-4.0％、Mn：0.2-0.7％、Mg：0.4-1.44％、Zn：0.1-1.2％、Ti：0.036-0.1％、Sr：0.02-0.06％、Zr：0.002-0.06％、Cr：0≤Cr＜0.008％、B：0≤B≤0.002％、稀土La+Y：0≤稀土La+Y≤0.2％，余量为Al和不可避免的杂质元素。

作为改进，所述的不可避免的杂质元素的总量为0-0.15％。

一种免热处理铝合金材料成型工艺，所述的成型工艺包括以下步骤：

S1备料：按照各成分的质量百分比分别称取各原料，并进行干燥备用；

S2熔炼：将称取的各原料按顺序加入熔炼炉中，并加热到752℃-770℃，待加热熔化后搅拌均匀，得到第一合金熔体；

S3精炼除渣：对S2得到的第一合金熔体进行精炼处理，完成除气和除杂，静置一段时间后，得到第二合金熔体；

S4成形：将S3中得到的第二合金熔体送入压铸机的压铸模具中压铸，即得到免热处理铝合金结构件。

作为改进，所述的S2中原料的加入顺序为先将A00铝锭、Al-Si合金锭、Al-Fe合金、纯Cu板、Al-Mn中间合金、Al-Ti中间合金及Al-Zn中间合金加入熔炼炉中熔化，待其完全溶解后，加入纯Mg、Al-Zr中间合金，待其完全溶解后，最后加入Al-Ti-B中间合金、AL-Cr中间合金、Al-Sr中间合金以及稀土La+Y。

作为改进，所述的S3中精炼处理时加入精炼剂进行净化处理，所述的精炼剂的用量为第一合金熔体质量的1‰～3‰，静止时间为10～20min。

作为改进，所述的S3中除气为炉内通入保护性气体条件下除气，除气时温度调整为690-710℃。

作为改进，所述的保护性气体出口压力为0.4-0.6MPa，除气时间不少于30min。

作为改进，所述的S3中除气采用的在线除气机转速为25r/s，氮气流量为20-25LPM，除气前，需对转子进行预热，预热温度为300-400℃。

作为改进，所述的压铸机的进料管道和压铸模具需要预热，进料管道预热温度为300-350℃，模具温度为100-120℃。

作为改进，所述的S4中制得的免热处理铝合金结构件的抗拉强度为320-380MPa，屈服强度为170-270MPa,伸长率为2-6.5％。

本发明与现有技术相比的优点在于：

①本发明在成分设计方面将Si控制在7-10％亚共晶系列的范围内，可以很好地提高铝合金中的流动性和充型能力，通过其他元素的共同协同作用，在保证一定的延伸率的同时，提高屈服强度；

②本发明铝合金由于变质-细化同步进行，压铸结构件晶粒尺寸明显细化，Sr元素与稀土元素Y+La共同变质作用优选于单独Sr变质效果，可以使共晶硅由粗大的针片状转变为短杆状，再加入细化剂Al-Ti-B，实现双重细化效果，屈服强度得以提高，另外稀土La+Y的加入可以提高合金的抗腐蚀性能；

③本发明Mn控制在0.2-0.7％，在合金中形成Al₁₂Mn₃Si₂和AlFeMnSi化合相，呈球状颗粒或汉字状组织，避免长针状Fe相的形成，改善合金的脱模性，同时还可以和Mg形成均匀沉淀，改善抗蚀性和焊接性能；

④本发明通过对铝液中非金属夹杂物、氧化物及含气的高效去除，保证铝液具有较高的纯净度，避免因铝液中含气量的净化处理效果不好，导致后期不良品的产生；

⑤本发明铝合金在保证合金优异力学性能的基础上，保持铝合金优良的铸造性能和流动性能，同时减小合金铸造热裂倾向，利于成形大型复杂壁厚不均匀的高强韧铝合金结构件，提高良品率。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明免热处理Al-Si铝合金压铸成型件中心处围观组织示意图。

图2是本发明免热处理Al-Si铝合金压铸成型件边处围观组织示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，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，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

结合图1-图2，一种免热处理铝合金材料，所述的免热处理铝合金材料包括以下组分：Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn、Ti、Sr、Zr、Cr、B、稀土La+Y、Al及不可避免的杂质元素，所述的组分按百分比配比为Si：7.0-10.5％、Fe：0.1-0.8％、Cu：0.95-4.0％、Mn：0.2-0.7％、Mg：0.4-1.44％、Zn：0.1-1.2％、Ti：0.036-0.1％、Sr：0.02-0.06％、Zr：0.002-0.06％、Cr：0≤Cr＜0.008％、B：0≤B≤0.002％、稀土La+Y：0≤稀土La+Y≤0.2％，余量为Al和不可避免的杂质元素。

所述的不可避免的杂质元素的总量为0-0.15％。

一种免热处理铝合金材料成型工艺，其特征在于：所述的成型工艺包括以下步骤：

所述的S2中原料的加入顺序为先将A00铝锭、Al-Si合金锭、Al-Fe合金、纯Cu板、Al-Mn中间合金、Al-Ti中间合金及Al-Zn中间合金加入熔炼炉中熔化，待其完全溶解后，加入纯Mg、Al-Zr中间合金，待其完全溶解后，最后加入Al-Ti-B中间合金、AL-Cr中间合金、Al-Sr中间合金以及稀土La+Y

所述的S3中精炼处理时加入精炼剂进行净化处理，所述的精炼剂的用量为第一合金熔体质量的1‰～3‰，静止时间为10～20min。

所述的S3中除气为炉内通入保护性气体条件下除气，除气时温度调整为690-710℃。

所述的保护性气体出口压力为0.4-0.6MPa，除气时间不少于30min。

所述的S3中除气采用的在线除气机转速为25r/s，氮气流量为20-25LPM，除气前，需对转子进行预热，预热温度为300-400℃。

所述的压铸机的进料管道和压铸模具需要预热，进料管道预热温度为300-350℃，模具温度为100-120℃。

所述的S4中制得的免热处理铝合金结构件的抗拉强度为320-380MPa，屈服强度为170-270MPa,伸长率为2-6.5％。

实施例一

一种免热处理铝合金材料，由以下组分按质量百分比组成，包括：Si:9.34％，Fe:0.29％，Cu:3.09％，Mn:0.57％，Mg:1.44％，Zn:0.49％，Ti:0.036％，Sr:0.03％，Zr:0.03％，Cr:0.008％，B：B<0.001％，稀土La+Y:0.15％，余量为Al和不可避免的杂质，杂质元素总量为0.13％。

其制备工艺包括以下步骤：

S1备料：按照合金元素比例准备原料备用；

S2熔炼：将熔炉升温至750℃进行保温，先投入A00铝锭、Al-Si合金锭、纯Cu板及Al-Mn中间合金，待完全熔化后，投入纯Mg以及稀土La+Y、Al-Ti中间合金、Al-Zn中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Ti-B中间合金、AL-Cr中间合金及Al-Sr中间合金，搅拌5min获取均匀铝合金熔体成分，得到第一合金熔体；

S3精炼除渣：调整熔炉温度至710℃，加入固体精炼剂，用量为第一合金熔体质量的2‰，使其覆盖整个熔池，另外，对转子进行预热，预热温度为350℃，通过转子吹入氮气到喷铝液内部进行精炼，氮气流量为20LPM，精炼时间为30min，充分搅拌后静置5min，将浮渣扒出，以最大程度去除铝液内的夹杂物，得到第二合金熔体；

S4成形：将精炼之后第二合金熔体直接送入压铸机的压铸模具中进行压铸成形，压射比50MPa，压射速率2.6m/s，模具温度120℃，制作出免热处理高强韧拉伸棒。

从上述方法所制备的铝合金拉伸试样测试结果得知，其抗拉强度380MPa，屈服强度268MPa，伸长率2％。

实施例二

一种免热处理铝合金材料，由以下组分按质量百分比组成，包括：Si:8.60％，Fe:0.10％，Cu:0.95％，Mn:0.45％，Mg:0.80％，Zn:0.10％，Ti:0.10％，Sr:0.04％，Zr:0.10％，Cr:0.002％，B:0.001％，稀土La+Y:0.17％，余量为Al和不可避免的杂质，杂质元素总量为0.12％。

其制备方法包括以下步骤：

S1备料：按照合金元素比例准备原料备用；

S2熔炼：将熔炉升温至760℃进行保温，先投入A00铝锭、Al-Si合金锭、纯Cu板及Al-Mn中间合金，待完全熔化后，投入纯Mg以及稀土La+Y、Al-Ti中间合金、Al-Zn中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Ti-B中间合金、AL-Cr中间合金及Al-Sr中间合金，搅拌5min获取均匀铝合金熔体成分，得到第一合金熔体；

(3)精炼除渣：调整熔炉温度至700℃，加入固体精炼剂，用量为第一合金熔体质量的2‰，使其覆盖整个熔池，另外，对转子进行预热，预热温度为320℃，通过转子吹入氮气到喷铝液内部进行精炼，氮气流量为22LPM，精炼时间为35min，充分搅拌后静置5min，将浮渣扒出，以最大程度去除铝液内的夹杂物，得到第二合金熔体；

(4)成形：将精炼之后第二合金熔体直接送入压铸机的压铸模具中进行压铸成形，压射比60MPa，压射速率2.8m/s，模具温度110℃，制作出免热处理高强韧拉伸棒。

从上述方法所制备的铝合金拉伸试样测试结果得知，其抗拉强度320MPa，屈服强度180MPa，伸长率3.75％。

实施例三

一种免热处理铝合金材料，由以下组分按质量百分比组成，包括：Si:8.60％，Fe:0.10％，Cu:3.00％，Mn:0.50％，Mg:1.00％，Zn:0.30％，Ti:0.010％，Sr:0.04％，Zr:0.06％，Cr:0.004％，B:0.001％，稀土La+Y:0.20％，余量为Al和不可避免的杂质，杂质元素总量为0.13％。

其制备方法包括以下步骤：

S1备料：按照合金元素比例准备原料备用；

S2熔炼：将熔炉升温至770℃进行保温，先投入A00铝锭、Al-Si合金锭、纯Cu板及Al-Mn中间合金，待完全熔化后，投入纯Mg以及稀土La+Y、Al-Ti中间合金、Al-Zn中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Ti-B中间合金、AL-Cr中间合金及Al-Sr中间合金，搅拌5min获取均匀铝合金熔体成分，得到第一合金熔体；

S3精炼除渣：调整熔炉温度至700℃，加入固体精炼剂，用量为第一合金熔体质量的2‰，使其覆盖整个熔池，另外，对转子进行预热，预热温度为340℃，通过转子吹入氮气到喷铝液内部进行精炼，氮气流量为23LPM，精炼时间为30min，充分搅拌后静置5min，将浮渣扒出，以最大程度去除铝液内的夹杂物，得到第二合金熔体；

从上述方法所制备的铝合金拉伸试样测试结果得知，其抗拉强度370MPa，屈服强度250MPa，伸长率3.35％。

实施例四

一种免热处理铝合金材料，由以下组分按质量百分比组成，包括：Si:9.00％，Fe:0.25％，Cu:2.10％，Mn:0.50％，Mg:0.50％，Zn:0.90％，Ti:0.10％，Sr:0.02％，Zr:0.002％，Cr:0.003％，B:0.001％，稀土La+Y:0.2％，余量为Al和不可避免的杂质，杂质元素总量为0.15％。

其制备方法包括以下步骤：

S1备料：按照合金元素比例准备原料备用；

S3精炼除渣：调整熔炉温度至690℃，加入固体精炼剂，用量为第一合金熔体质量的2‰，使其覆盖整个熔池，另外，对转子进行预热，预热温度为360℃，通过转子吹入氮气到喷铝液内部进行精炼，氮气流量为25LPM，精炼时间为30min，充分搅拌后静置5min，将浮渣扒出，以最大程度去除铝液内的夹杂物，得到第二合金熔体；

S4成形：将精炼之后第二合金熔体直接送入压铸机进行压铸成形，压射比70MPa，压射速率2.8m/s，模具温度120℃，制作出免热处理高强韧拉伸棒。

从上述方法所制备的铝合金拉伸试样测试结果得知，其抗拉强度340MPa，屈服强度193MPa，伸长率5.2％。

实施例五

一种免热处理铝合金材料，由以下组分按质量百分比组成，包括：Si:9.00％，Fe:0.20％，Cu:2.00％，Mn:0.40％，Mg:0.45％，Zn:1.00％，Ti:0.07％，Sr:0.02％，Zr:0.01％，Cr:0.005％，B:0.0002％，稀土La+Y:0.18％，余量为Al和不可避免的杂质，杂质元素总量为0.12％。

其制备方法包括以下步骤：

(1)备料：按照合金元素比例准备原料备用；

(2)熔炼：将熔炉升温至760℃进行保温，先投入A00铝锭、Al-Si合金锭、纯Cu板及Al-Mn中间合金，待完全熔化后，投入纯Mg以及稀土La+Y、Al-Ti中间合金、Al-Zn中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Ti-B中间合金、AL-Cr中间合金及Al-Sr中间合金，搅拌5min获取均匀铝合金熔体成分，得到第一合金熔体；

(3)精炼除渣：调整熔炉温度至700℃，加入固体精炼剂，用量为第一合金熔体质量的2‰，使其覆盖整个熔池，另外，对转子进行预热，预热温度为350℃，通过转子吹入氮气到喷铝液内部进行精炼，氮气流量为25LPM，精炼时间为30min，充分搅拌后静置5min，将浮渣扒出，以最大程度去除铝液内的夹杂物，得到第二合金熔体；

(4)成形：将精炼之后第二合金熔体直接送入压铸机进行压铸成形，压射比60MPa，压射速率2.8m/s，模具温度100℃，制作出免热处理高强韧拉伸棒。

从上述方法所制备的铝合金拉伸试样测试结果得知，其抗拉强度350MPa，屈服强度170MPa，伸长率6.2％。

对比例一

本对比例提供一种免热处理高导热铝合金，其成分百分比为：Cu：8.1％，Mn：0.62％，Ti：0.32％，Ca：2.3％，杂质等于0.06％，余量为铝。

本对比例铝合金材料成形方法，包括以下步骤：

S1备料：将各成分按比例混合；

S2熔炼：按照质量配比，在熔炉中加入铝、Cu、Ti、Mn进行熔炼，其中铝采用纯铝的形式，所述Cu、Ti、Mn以中间合金的形式添加，所述中间合金分别为AlCu₅₀、AlTi₅₀、AlMn₁₀中间合金，将炉温升至780℃，保温4h，待组分合金完全后，搅拌12min；

S3精炼除渣：将炉温降至680℃，加入按质量配比的金属Ca，搅拌3min；加入占铝熔体总质量0.6％的精炼剂，搅拌10～15min，静置20～30min，进行浇注；

上述方法所制备铝合金拉伸试样的力学性能分别为：抗拉强度为320MPa，屈服强度：172MPa，延伸率为4.1％。

对比例二：

本对比例提供一种免热处理高导热铝合金，其成分百分比：7-10％的硅，5-6％的锡，1.3-2％的铜，0.5-1％的锰，0.5-1％的锌，0.8-1％的铁，其余为铝，总重量比为100％。

本对比例铝合金材料成形方法，包括以下步骤：

S1备料：将各成分按比例混合；

S2熔炼：先将熔化炉预热到700～730℃，再将S1中的各成分混合物放入熔化炉中，熔炼45分钟；

S3精炼除渣：将熔化炉温度设定为730～750℃，加入铝液重量的0.5-1％的DLJ-4精炼剂，继续搅拌熔化炉中的铝合金液体，使铝合金液体上下受热均匀，保持熔化炉温度设定为730～750℃，精炼10～12分钟，待精炼剂发红后，将渣物捞出；

S4成形：根据不同金属压模，浇注熔炼好的铝合金液；得到相应的毛坯；天然时效；按照设定尺寸锯切。

上述方法所制备铝合金拉伸试样的力学性能分别为：抗拉强度为270MPa，屈服强度：152MPa；伸长率：8％。

对比例三：

本对比例提供一种免热处理高导热铝合金，其成分百分比：Cu:1.3％，Fe:2.4％，B:0.1％，RE(La:Ce＝1:1):0.05％，Ti:0.1％，其余为Al和不可避免的杂质，杂质元素总量为0.14wt％。

本对比例铝合金材料成形方法，包括以下步骤：

S1备料：将各成分按比例混合；

S2熔炼：将熔炼炉加热升温至730℃，将铝含量≥99.8％的铝锭加入熔炼炉中熔化，待铝锭完全熔化后，根据成分配比往铝熔体内加入高纯Cu片和高纯Fe屑，最后加入Al-10RE、Al-5Ti和Al-3B中间合金，搅拌15分钟使各合金元素充分混溶于熔体中；

S3精炼除渣：往熔体内部通入高纯氩气以除气精炼，静置15min后扒渣；

S4成形：将精炼扒渣后的纯净熔体浇入模具，获得铝合金锭。

上述方法所制备铝合金拉伸试样的力学性能分别为：抗拉强度：151MPa；屈服强度：98MPa；伸长率：12％。

对比例四：

本对比例提供一种免热处理高导热铝合金，其成分百分比：Si:6-10％，Mg:0.1-0.8％，Mn:0.2-0.6％，Fe:0.01-0.15％，Zn:0.01-0.1％，Y:0.01-0.2％，Nb:0.005-0.06％，其余为铝。

本对比例铝合金材料成形方法，包括以下步骤：

S1备料：将各成分按比例混合；

S2熔炼：按上述质量百分比，将工业用的纯铝锭加入坩埚电阻炉内进行加热，加热到720-750摄氏度，直至纯铝锭完全熔化后，依次加入预设组成成分除铝元素之外的其他组分，也即是加入上述质量百分比组成中除铝元素之外的其他元素组分，得到铝合金液；

S3精炼除渣：将有效铝合金液转入浇包内，并添加精炼剂进行快速搅拌，待精炼剂和有效铝合金液充分反应后，再添加一定量的除渣剂进行扒渣，然后将浇包内处理过后的有效铝合金液转入保温炉内保温，得到合格铝合金液；

S4成形：根据铸件所需要的量，浇入适量的合格铝合金液至压铸机的压室内进行高真空压力铸造，得到成型的铸件，也即得到所述免热处理的铝合金铸造件。

上述方法所制备铝合金拉伸试样的力学性能分别为：抗拉强度：250MPa，屈服强度：120MPa，延伸率：10％。

对比例五：

本对比例提供一种免热处理高导热铝合金，其成分百分比：Si:9.5％，Fe:0.10％，Mg:0.2％，Zn:0.15％，Mn:0.5％，Cu:0.08％，Ti:0.09％，Ca:0.004％，Sr:0.015％，Zr:0.2％，Mo:0.05％，V:0.15％，Cr:0.015％，Na:0.002％，P:0.002％，Cd:0.01％，Li:0.001％，B:0.0025％，Ga:0.05％，余量为Al和不可避免的杂质，不可避免的杂质中单种元素含量最大为0.018wt％，总含量0.13wt％。

本对比例铝合金材料成形方法，包括以下步骤：

S1备料：按照合金元素比例准备原料备用；

S2熔炼：将熔炉升温至755℃进行保温，先投入A00铝锭，待完全熔化后，投入其余原料，搅拌15min使各合金元素充分混溶于熔体中，得到第一合金熔体；

S3精炼除渣：调整熔炉温度至720℃，加入用量为熔体质量3‰的铝锆中间合金，加入方式为以氮气为载体喷吹入铝液内部，使其覆盖整个熔池，充分搅拌15min后静置5min，将浮渣扒出，以最大程度去除铝液内的夹杂物；炉内除气：调整熔炉温度至700℃，使用四管除气耙将氮气吹入铝液内部，氮气出口压力0.5Mpa，除气时间60min，静置15min；

S4成形：铝液经20ppi泡沫陶瓷过滤板过滤后，去除熔体内残留或因铸造落差产生的夹杂物，进行浇铸；浇铸前预热除气箱至400℃，浇壶烘烤25min，模具预热至130℃，浇铸温度670℃，浇铸速率4Hz，得到高强韧免热处理铝合金材料。

上述方法所制备铝合金拉伸试样的力学性能分别为：抗拉强度：268MPa，屈服强度：148MPa，延伸率：21％。

将上述实例1-6成形的免热处理铝合金与比例1-5成形的免热处理铝合金做对比，测定其力学性能，具体结果(均值)见下表1。

表1

由表1可看出，本发明实施例1-实施例5与对比例1-对比例5的免热处理铝合金成分与成形工艺对比，无需热处理强化，同时具有优良的铸造性能与力学性能，压铸出来的结构件可满足抗拉强度>340MPa、屈服强度>190MPa，伸长率>3.5％的性能要求。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种免热处理铝合金材料，其特征在于：所述的免热处理铝合金材料包括以下组分：Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Zn、Ti、Sr、Zr、Cr、B、稀土La+Y、Al及不可避免的杂质元素，所述的组分按百分比配比为Si：7.0-10.5％、Fe：0.1-0.8％、Cu：0.95-4.0％、Mn：0.2-0.7％、Mg：0.4-1.44％、Zn：0.1-1.2％、Ti：0.036-0.1％、Sr：0.02-0.06％、Zr：0.002-0.06％、Cr：0≤Cr＜0.008％、B：0≤B≤0.002％、稀土La+Y：0≤稀土La+Y≤0.2％，余量为Al和不可避免的杂质元素。

2.根据权利要求1所述的一种免热处理铝合金材料，其特征在于：所述的不可避免的杂质元素的总量为0-0.15％。

3.一种免热处理铝合金材料成型工艺，其特征在于：所述的成型工艺包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种免热处理铝合金材料成型工艺，其特征在于：所述的S2中原料的加入顺序为先将A00铝锭、Al-Si合金锭、Al-Fe合金、纯Cu板、Al-Mn中间合金、Al-Ti中间合金及Al-Zn中间合金加入熔炼炉中熔化，待其完全溶解后，加入纯Mg、Al-Zr中间合金，待其完全溶解后，最后加入Al-Ti-B中间合金、AL-Cr中间合金、Al-Sr中间合金以及稀土La+Y。

5.根据权利要求3所述的一种免热处理铝合金材料成型工艺，其特征在于：所述的S3中精炼处理时加入精炼剂进行净化处理，所述的精炼剂的用量为第一合金熔体质量的1‰～3‰，静止时间为10～20min。

6.根据权利要求3所述的一种免热处理铝合金材料成型工艺，其特征在于：所述的S3中除气为炉内通入保护性气体条件下除气，除气时温度调整为690-710℃。

7.根据权利要求6所述的一种免热处理铝合金材料成型工艺，其特征在于：所述的保护性气体出口压力为0.4-0.6MPa，除气时间不少于30min。

8.根据权利要求3所述的一种免热处理铝合金材料成型工艺，其特征在于：所述的S3中除气采用的在线除气机转速为25r/s，氮气流量为20-25LPM，除气前，需对转子进行预热，预热温度为300-400℃。

9.根据权利要求3所述的一种免热处理铝合金材料成型工艺，其特征在于：所述的压铸机的进料管道和压铸模具需要预热，进料管道预热温度为300-350℃，模具温度为100-120℃。

10.根据权利要求3所述的一种免热处理铝合金材料成型工艺，其特征在于：所述的S4中制得的免热处理铝合金结构件的抗拉强度为320-380MPa，屈服强度为170-270MPa,伸长率为2-6.5％。