CN116024482A - 一种高强韧高屈服压铸铝硅合金、其制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高强韧高屈服压铸铝硅合金、其制备方法及应用，高强韧高屈服压铸铝硅合金包括质量百分比如下的各组分：Si9.5％‑12％；Mg0.6％‑1.0％；Cu1.5％‑3.5％；Mn0.20％‑0.50％；Fe0.4％‑1.20％；Ti0.10％‑0.20％；Ni0.3％‑1.0％；Cr0.1％‑0.2％；Sr0.01％‑0.03％；TiB20.08％‑0.5％；余量为Al。本发明高强韧高屈服压铸铝硅合金通过优化合金成分，添加TiB2陶瓷颗粒，提升了合金的力学性能。高强韧高屈服压铸铝硅合金能满足汽车零部件压铸件生产、轻量化、一体化的性能需求，从而扩展了高性能压铸铝合金在汽车压铸件中的应用。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料技术，尤其涉及一种高强韧高屈服压铸铝硅合金、其制备方法及应用。
背景技术
一体化压铸技术的应用，目前已经开始在汽车行业引起了新的变化。这项新技术由特斯拉引入电动汽车行业，基于免热处理铝合金材料和大型超高锁模力压铸机设备，将多个汽车零件压铸成为一个零件。在实际应用中，这项技术可以在一定程度上减轻汽车之中，从而提升电动汽车续航；减少生产工序，降低生产成本，同时提升生产效率。免热处理铝合金材料是一体化压铸技术的基础。由于多个零部件集成在一起，进行常规高温热处理后会出现尺寸变形和表面缺陷等问题，极大地影响成品率，因此免热处理压铸材料就成了关键。
铝硅合金作为压铸铝合金代表，硅直接影响合金的铸造性能，较好的流动性，有利于充型补缩，减少疏松缩孔和热裂；高铜的加入以求提高铝合金强度。但当合金化性能还达不到预期时，科研工作者在此基础上做了大量而细致微合金化及组织细化工作，以期细化和强化合金组织及提升铝合金的各项性能，加入微合金元素主要集中在稀土元素和部分少量金属元素上，稀土元素主要有Er、La、Y、Yb、Sc、Sr及混合稀土Re等，少量金属元素主要有Ti、Zr、V、Mn、B、Ni、Ag等。传统的AlTiB系列细化剂对压铸铝硅合金铸态组织细化效果不明显。经过以上微合金化及组织细化后，压铸铝硅性能提升有限，现有技术缺少满足轻量化性能需求，及缺少高强韧高屈服的铝硅系压铸铝合金。
专利局网站上公开了一篇专利文件，专利号为CN202011407111.6，所述高强韧压铸铝硅合金，按质量百分比计，包括如下成分：Si：8.5～11.5％；Cu：1.0～3.0％；Zn：0.5～1.5％；Mg：0.2～0.6％；B：0.01～0.1％；La：0.1～0.22％；Sr：0.02～0.08％；Mn：0.4～0.7％；Fe：不大于0.2％；余量为Al和不可避免的杂质。具有较高的强韧性，能够在汽车上得到更广泛地应用，尤其是应用到对强度和韧性都有很高要求的底盘和车身结构件上。该发明中合金通过添加Zn元素提高合金强度，添加B、La等稀土元素对材料铸造组织进行细化变质，后采用电磁加热方法进行热处理。此方案对合金的熔炼工艺、压铸工艺及后续热处理工艺提出了更高的要求。
如何解决铝硅系压铸合金的组织细化、强韧性匹配及消弱杂质对性能的影响，是提高铝硅系压铸合金性能及应用的重要途经。
发明内容
本发明的目的在于，针对目前铝硅系压铸合金力学性能无法满足需求的问题，提出一种高强韧高屈服压铸铝硅合金，该铝硅合金通过优化合金成分，添加TiB2陶瓷颗粒，提升了压铸铝硅合金的力学性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高强韧高屈服压铸铝硅合金，包括质量百分比如下的各组分：
余量为Al。
进一步地，所述高强韧高屈服压铸铝硅合金，包括质量百分比如下的各组分：
余量为Al。
进一步地，所述高强韧铸造铝硅铜镁合金组分中Ti为单质Ti和/或TiAl3。
进一步地，所述高强韧高屈服压铸铝硅合金的抗拉强度为330MPa-370MPa，屈服强度为220MPa-245 MPa，延伸率＞2.5％。
本发明的另一个目的还公开了一种高强韧高屈服压铸铝硅合金的制备方法，包括以下步骤：
S1将铝锭、含Si原料、含Cu原料、含Mn原料、含Ni原料、含Cr原料和含Ti原料加至熔炉中加热熔化，溶清后静置，再依次加入Mg、含TiB2原料，溶清后静置，得到所需成分的中间熔体；
S2对所述中间熔体进行除杂处理，之后进行精炼，在精炼的同时加入含Sr原料进行变质处理，再经除渣后得到所述铝合金熔体。
如无特殊说明，本发明所述含Ti原料为Al-Ti10中间合金原料，不包括TiB2。
进一步地，步骤1将铝锭、含Si原料、含Cu原料、含Mn原料、含Ni原料、含Cr原料和含Ti原料加至熔炉中加热至720℃-760℃熔化，溶清后静置50min-70min，再依次加入Mg、含TiB2原料，溶清后静置8min-15min。
进一步地，所述铝锭纯度大于99.00％。
进一步地，所述含Si原料为Al-Si中间合金和/或Si；和/或，
所述含Cu原料为Al-Cu中间合金和/或Cu；和/或，
所述含Mn原料为Al-Mn中间合金；和/或，
所述含Ti原料为Al-Ti中间合金；和/或，
所述含Ni原料为Al-Ni中间合金；和/或，
所述含Cr原料为Al-Cr中间合金；和/或，
所述含Sr原料为Al-Sr中间合金。
所述含TiB2原料为TiB2/Al复合材料。
进一步地，所述TiB2/Al复合材料中TiB2的质量百分比为20％-30％。优选质量百分比为25％-30％。
进一步地，所述TiB2/Al复合材料的粒度直径为100nm-1.0μm。优选粒度直径为200nm-500nm。
进一步地，所述TiB2/Al复合材料包含质量百分含量为1.0-2.5％的B，Ti/B的摩尔比为＝1/2，余量为Al，TiB2/Al复合材料物相组成包括α-Al、TiB2，TiB2平均颗粒尺寸小于0.6μm。
进一步地，所述TiB2/Al复合材料的制备方法包括以下步骤：
步骤(1)原料准备，称取H3BO3、TiO2、铝粉、钛粉和铝锭，其中H3BO3：TiO2：Al粉：Ti粉的摩尔比＝(3.5-5.2)：(0.5-2.1)：(3.5-5.7)：(0.2-1.5)，其中Ti/B的摩尔比为＝1/2，铝锭纯度99.9％；
步骤(2)将H3BO3和TiO2混合均匀，在200℃-250℃加热1.5h-2h两个小时，去除水分，去除过程中每20-40分钟取出一次，搅拌粉末，使粉末烘干均匀，不易结块；
步骤(3)将加热后的TiO2、H3BO3、铝粉、钛粉混合均匀，将混合均匀的粉末置于模具中，压制成块体；
步骤(4)利用井式电阻炉将铝锭加热至900-1050℃，待铝锭完全熔化，石墨钟罩压入步骤(3)的块体，待反应出现火化后取出钟罩进行熔体自蔓延直接反应，反应时间为5-8min；反应完成后，压入C2Cl6精炼，搅拌，静置5-20min，扒渣，重复搅拌、静置和扒渣过程1-2次，将所得熔体在750-900℃之间浇注到已预热到250℃-300℃的钢模中，获得大体积分数Al-TiB2纯相中间合金，即TiB2/Al复合材料。
进一步地，所述除杂处理采用打渣剂进行除杂。
进一步地，所述精炼采用除气精炼，向中间熔体中通入惰性气体或者精炼剂。
进一步地，所述变质处理时间为6h-8h。
本发明铝合金组分中Ti元素(本发明中如无特殊说明Ti元素不包含TiB2)以Al-Ti中间合金形式加入。Ti元素与Al形成TiAl3相，成为结晶时的非自发核心，起到细化铸造组织和焊缝组织的作用。TiB2以TiB2/Al复合材料形式加入，TiB2为六方晶体结构的晶种材料，TiB2的平面点阵面和α-Al的平面点阵面错配度小于15％，从晶格匹配角度来看，TiB2是α-Al潜在的形核基底，在凝固过程中可以作为异质形核核心有效细化晶粒，同时亚微米级的TiB2陶瓷颗粒弥散分布在基体中可以起到弥散强化作用提高合金的强度。
本发明在原有压铸铝硅合金基础上，通过优化Si、Mg、Cu等合金元素比例，并新添加Cr等元素进行微合金化，同时新增加入TiB2/AL晶种材料，起进一步细化、强化作用提升其性能。添加Cr在铝合金中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金属间化合物，提高合金的强度及尺寸稳定性，阻碍晶粒形核长大。加入纳微米级(100nm-2um)TiB2，主要起两方面作用：一是在铝合金凝固过程中作为异质形核核心细化晶粒，在已有细化基础上进一步细化。二是作为质点弥散分布在铝合金基体的晶粒内及晶界处起到弥散强化作用，分布于晶界处的细小颗粒也起到阻碍晶粒长大作用。
本发明的另一个目的还公开了一种高强韧高屈服压铸铝硅合金在汽车铸件领域的应用。
本发明高强韧高屈服压铸铝硅合金、其制备方法及应用，与现有技术相比较具有以下优点：
1)本发明高强韧高屈服压铸铝硅合金，对现有铝硅系压铸铝合金的主要合金成分进行改进，选择特定的合金元素Si、Mg、Cu、Mn、Ti、Ni和Sr，并对元素配比进行了优化。添加Cr在铝合金中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金属间化合物，提高合金的强度及尺寸稳定性，阻碍晶粒形核长大。添加TiB2是一种陶瓷颗粒可以在凝固过程中作为形核核心，细化铝合金铸态组织的晶粒尺寸，起到细晶强化作用，进而有利于保持材料的延伸率，同时亚微米级的TiB2颗粒可以起到弥散强化作用，从而有利于提高材料的抗拉强度和屈服强度，克服现有相关技术中强韧性匹配问题；另外，通过向合金成分中添加TiB2，无需再添加Al5TiB、Al5TiC等铝合金细化剂，故省略了熔铸过程添加细化剂的步骤。
2)进一步优化添加量的Sr元素对Si进行变质处理，保证Si的变质效果及熔体含气量，改变其共晶硅形态以及枝晶细化，减小铝合金的脆性，同时也提高了铝合金的强度。
3)本发明在成本提升有限的条件下，优化铝硅合金成分，合理匹配TiB2陶瓷颗粒，进而使铝硅合金在压铸条件下，抗拉强度达到370MPa，屈服强度达到245MPa，延伸率为3.5％。与现有ADC12，ADC10等铝硅系压铸铝合金的机械性能相比，其抗拉强度和屈服强度均有大幅提高，同时延伸率小幅提高。解决铝硅系压铸铝合金强度不足问题，满足汽车零部件压铸件生产、轻量化、一体化的性能需求，从而扩展了高性能压铸铝合金在汽车压铸件中的应用。
4)本发明与专利CN202011407111.6相比，二者成分相近，都将Si含量控制在近共晶点，保证材料的流动性及强韧性匹配，但是专利CN202011407111.6中合金通过添加Zn元素提高合金强度，添加B、La等稀土元素对材料铸造组织进行细化变质，后采用电磁加热方法进行热处理。此方案对合金的熔炼工艺、压铸工艺及后续热处理工艺提出了更高的要求。本发明省略了稀土元素，原料中去掉了锌，提高了铜含量，加入了铬和镍，通过元素的调整，在保证性能相当的前提下，降低了生产难度及成本。添加亚微米级的TiB2颗粒改变了传统凝固过程中形成凝固析出相达到异质形核细化铸造组织的传统思路，能保证在压铸工艺条件下达到更优的细化强化效果，同时本发明的合金材料不需要通过热处理便能得到高强韧高屈服的压铸铝硅合金，简化了工艺流程，减少了能耗。
附图说明
图1为高强韧高屈服压铸铝硅合金的铸态金相图。
具体实施方式
本发明提供一种高强韧高屈服压铸铝硅合金及其制备方法和汽车铸件用铝硅合金，以下分别进行详细说明。需要说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对本发明实施例优选顺序的限定。且在以下实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本发明提供一种压铸铝硅合金，其成分按照质量百分含量计，包括：Si9.5-12％，Mg0.6-1.0％，Cu1.5-3.5％，Mn0.20-0.50％，Fe0.4-1.20％，Ti0.10-0.20％，Ni0.3-1.0％，Cr0.1-0.2％，Sr0.01-0.03％，TiB20.08-0.5％，余量为Al。在一些实施例中，压铸铝硅合金，其成分按照质量百分含量计，包括：Si9.5-11％，Mg0.65-0.85％，Cu1.8-3.0％，Mn0.3-0.45％，Fe0.4-0.9％，Ti0.10-0.15％，Ni 0.35-0.55％，Cr0.12-0.17％，Sr 0.018-0.023％，TiB2 0.2-0.5％，余量为Al。
发明人经过大量实践和研究，对现有铝硅系压铸铝合金的主要合金成分进行改进，选择了特定的合金元素Si、Mg、Cu、Mn、Ti、Ni、Cr和Sr，并对元素配比进行了优化。
将Si含量控制在9.5-12％及Al-Si合金共晶点附近，使合金具有良好的充型性。凝固过程中，Si和Mg析出Mg2Si相，控制Mg和Si的原子比，合金中保留过量的共晶硅，起到提高合金强度的作用。
将Mg含量控制在0.6-1.0％，压铸铝硅合金中Mg含量低于0.6％，强化效果弱，含量超过1.0％，熔体流动性下降，且合金塑性急剧下降。
添加Ni在铝合金中形成Al3Ni等金属化合物，提高合金的强度及尺寸稳定性，同时可以使增加Fe的化合物块化倾向，降低Fe的有害作用。
添加Cr在铝合金中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金属间化合物，提高合金的强度及尺寸稳定性，阻碍晶粒形核长大。
TiB2是一种陶瓷颗粒可以在凝固过程中作为形核核心细化铝合金铸态组织的晶粒尺寸，起到细晶强化作用，进而有利于保持材料的延伸率，同时亚微米级的TiB2颗粒可以起到弥散强化作用，从而有利于提高材料的抗拉强度和屈服强度，克服了现有相关技术中强韧性匹配问题；另外，通过向合金成分中添加TiB2并确保其含量到达0.08％-0.5％，起到细化剂以及弥散强化作用，有利于在提高材料强度的同时提高延伸率。而现有相关技术中通过添加Al5TiB、Al5TiC等细化剂起到细化作用，涉及到通过添加Al5TiB引入B起到细化作用，但是无法稳定地形成定量的TiB2。通过向合金成分中添加TiB2，无需再添加Al5TiB、Al5TiC等铝合金细化剂，故省略了熔铸过程添加细化剂的步骤。
优化添加量的Sr元素对Si进行变质处理，保证Si的变质效果及熔体含气量，改变其共晶硅形态以及枝晶细化，减小铝合金的脆性，同时也提高了铝合金的强度。
需要说明的是，上述各元素是整体之间相互配合，使合金具有高强韧高屈服等特性。
相应的，本发明还提供一种压铸铝硅合金的制备方法，其包括：
S1，获得具有如下合金成分的合金熔体，按照质量百分含量计：Si9.5-12％，Mg0.6-1.0％，Cu1.5-3.5％，Mn0.20-0.50％，Fe0.4-1.20％，Ti0.10-0.20％，Ni 0.3-1.0％，Cr0.1-0.2％，Sr0.01-0.03％，TiB20.08-0.5％，余量为Al，熔铸后得到合金铸锭。
需要说明的是，S1步骤中，熔炼采用的铝原料为纯度大于99.00％的铝锭，该纯度的铝锭可以为工业原铝，其纯度一般为99.00-99.77％。该类铝原料是铝电解工业的初级产品，只是在电解过程中经过简单的气体直接精炼而来。而高纯铝，纯度一般为99.999％-99.9999％，这类铝原料是由工业原铝经过电解精炼、偏析联合工艺所获得的产品，其生产制造成本远高于本发明所用的工业原铝。
进一步需要说明的是，S1获得的合金熔体可以采用常规的熔炼方式得到，例如，分批熔炼法或半连续熔炼法。
在本发明的一些实施例中，采用以下步骤获得设计合金成分的铝硅合金熔体，包括以下步骤：
S101，按照设计的铝硅合金成分进行计算配料。
S102，将纯度大于99.00％的铝锭、含Si原料、含Cu原料、含Ni原料、含Mn原料、含Cr原料和含Ti原料依次加至熔炉中加热至720℃-760℃熔化，待所有原料溶清后保温静置50min-70min，再依次加入Mg、TiB2/Al复合材料，溶清后静置8min-15min，取上述熔体进行成分检测，得到熔体各成分质量含量，并根据检测结果调整熔体各成分至合格，得到所需成分的中间熔体。在一具体示例中，可以采用光谱进行成分检测。在另一些实施例中，含Si原料为Al-Si中间合金；含Cu原料为Al-Cu中间合金；含Ni原料为Al-Ni中间合金；含Cr原料为Al-Cr中间合金；含Mn原料为Al-Mn中间合金；含Ti原料为Al-Ti中间合金；采用中间合金作为原料，避免了原料的烧损，有利于高熔点合金的熔入。通过添加TiB2/Al复合材料引入TiB2，TiB2极稳定，所以在后续添加过程中，可以根据添加量精确控制TiB2含量，以匹配所需含量的TiB2。
需要说明的是，S102步骤中，控制熔炼温度不超过760℃。当熔化温度超过770℃时，会造成铝合金的氧化严重，熔炼过程的吸氢和夹渣增多，在浇铸凝固过程出现晶粒粗大，降低铝硅合金的机械性能。静置的时间为8分钟-15分钟，有利于TiB2更均匀地分散于铝熔体中，避免TiB2发生团聚和沉降现象，进而有利于提高TiB2的细化强化作用。
S103，向中间熔体中加入打渣剂，进行除杂处理。
S104，除杂处理之后进行精炼处理，起到净化铝液的作用，同时加入含Sr原料进行变质处理。含Sr原料为长效变质剂，变质时间可持续6h-8h，使得粗大片状共晶硅细化，成为细小组织，进一步改善机械性能；并且在精炼的同时加入含Sr原料，提高变质效果，可以减少烧损及衰退。在一具体示例中，含Sr原料采用Al-Sr中间合金。
需要说明的是，精炼处理可以采用常规的除气旋转精炼。例如，采用除气精炼，向中间熔体中通入惰性气体或者精炼剂。在一具体示例中，使用旋转喷吹装置向中间熔体中通入氩气，转速为300转/分钟-700转/分钟，精炼的时间为10min-20min。
S105，变质处理之后，除去熔体表面的漂浮物进行除渣，后得到铝硅合金熔体。
S106，成分调整，除气精炼并静置后，取铝硅合金熔体试样进行光谱检测，调整至成分合格后得到熔体。
在本发明另一些实施例中，TiB2/Al复合材料的TiB2的质量百分比为20％-30％，和/或，TiB2/Al复合材料的粒度直径为100nm-1.0μm。TiB2颗粒在凝固过程中作为形核核心有效细化铝合金铸态晶粒尺寸，起到细晶强化作用，同时粒度直径为100nm-1.0μm亚微米级的TiB2颗粒可以起到弥散强化作用，由图1可见TiB2颗粒均匀分布在晶内，有效细化组织且提高强度。在一些实施例中，TiB2/Al复合材料采用以下方法制备得到：
包含如下的组份，B的质量百分含量为1.0-2.5％，Ti/B的摩尔比为＝1/2，余量为Al，物相组成包括α-Al、TiB2，TiB2平均颗粒尺寸为0.6μm以下，TiB2颗粒分散相对均匀；包括以下步骤：
(1)原料准备，按要求称量H3BO3、TiO2、铝粉、钛粉、铝锭，其中H3BO3：TiO2：Al粉：Ti粉的摩尔比＝(3.5-5.2)：(0.5-2.1):(3.5-5.7)：(0.2-1.5)，Ti/B的摩尔比为＝1/2，铝锭纯度99.9％；
(2)将H3BO3、TiO2混合均匀，在200℃加热两个小时，去除水分，去除过程中每20-40分钟取出一次，搅拌粉末，使粉末烘干均匀，不易结块；
(3)将加热后的TiO2、H3BO3和铝粉、钛粉混合均匀，将混合均匀的粉末置于模具中，压制成块体；
(4)利用井式电阻炉将铝锭加热至900-1050℃，待铝锭完全熔化，石墨钟罩压入步骤(3)的块体，待反应出现火化后取出钟罩进行熔体自蔓延直接反应，反应时间为5-8min；反应完成后，压入C2Cl6精炼，搅拌，静置5-20min，扒渣，重复搅拌、静置和扒渣过程1-2次，将所得熔体在750-900℃之间浇注到已预热到250℃的钢模中，获得大体积分数Al-TiB2纯相中间合金，即TiB2/Al复合材料。
上述方法采用熔体自蔓延直接合成法，利用原料来源广泛成本低廉的TiO2、H3BO3，研制一种制备过程环保、洁净、颗粒含量高的纯相Al-TiB2中间合金。解决了传统方法制备困难、制备成本高且有TiAl3残留的问题，中间合金中TiB2粒子尺寸小，分布均匀，颗粒含量高或大体积分数，体积分数可达25％，一般最高可达50％；所得中间合金为纯相，只有α-Al、TiB2。
在另一些实施例中，优化后的铝硅合金成分，得到的铝硅合金，经测试压铸铝硅合金的抗拉强度为330MPa-370 MPa，屈服强度为220MPa-245MPa，延伸率＞2.5％。
在申请的另一实施例还提供一种汽车压铸件用铝硅合金，其包括上述的铝硅合金；或者采用上述的制备方法制备的铝硅合金。本发明提供的高强韧高屈服压铸铝硅合金能够满足汽车零部件压铸件生产、轻量化、一体化的性能需求，从而扩展了高性能压铸铝合金在汽车压铸件中的应用。
本发明实施例中的铝硅合金可以用于汽车压铸件。
为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本发明实施例的铸造铝硅合金及其制备方法进步性能显著的体现，以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。
实施例1
本实施例提供一种高强韧高屈服压铸铝硅合金，包括质量百分比如下的各组分：Si9.55％，Mg0.65％，Cu1.89％，Mn0.35％，Fe0.56％，Ti0.13％，Ni0.35％，Cr0.1％，Sr0.018％，TiB20.28％，余量为Al
所述高强韧高屈服压铸铝硅合金的制备方法，其包括以下步骤：
将铝锭、含Si原料、含Cu原料、含Mn原料、含Ni原料、含Cr原料和含Ti原料加至熔炉中加热至760℃熔化，溶清后静置70min，再依次加入Mg、含TiB2原料，溶清后静置15min；
向所述中间熔体中加入打渣剂，进行除杂处理；之后进行精炼，用旋转喷吹装置向中间熔体中通入氩气，转速为500转/分钟，精炼的时间为20min；在精炼的同时加入含Sr原料进行变质处理，变质时间可持续6h-8h；变质处理之后，除去熔体表面的漂浮物得到所述铝合金熔体。
所述铝锭纯度大于99.00％。
所述含Si原料为Al-Si中间合金和/或Si。
所述含Cu原料为Al-Cu中间合金和/或Cu。
所述含Mn原料为Al-Mn中间合金和/或Mn。
所述含Ti原料为Al-Ti中间合金和/或Ti。
所述含Ni原料为Al-Ni中间合金和/或Ni。
所述含Cr原料为Al-Cr中间合金和/或Cr。
所述含Sr原料为Al-Sr中间合金和/或Sr。
所述含TiB2原料为TiB2/Al复合材料。所述TiB2/Al复合材料中TiB2的质量百分比为25-30％。所述TiB2/Al复合材料的粒度直径为200nm-500nm。
实施例2
本实施例提供一种高强韧高屈服压铸铝硅合金，包括质量百分比如下的各组分：Si10％，Mg0.75％，Cu2.34％，Mn0.41％，Fe0.79％，Ti0.13％，Ni 0.35％，Cr0.12％，Sr0.021％，TiB2 0.35％，余量为Al，熔铸后得到合金铸锭。
该高强韧高屈服压铸铝硅合金的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供一种高强韧高屈服压铸铝硅合金，包括质量百分比如下的各组分：Si11％，Mg0.85％，Cu2.4％，Mn0.45％，Fe0.73％，Ti0.14％，Ni 0.37％，Cr0.15％，Sr0.02％，TiB2 0.45％，余量为Al，熔铸后得到合金铸锭。
该高强韧高屈服压铸铝硅合金的制备方法与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供一种高强韧高屈服压铸铝硅合金，包括质量百分比如下的各组分：Si11％，Mg0.95％，Cu3.45％，Mn0.40％，Fe0.76％，Ti0.14％，Ni 0.35％，Cr0.17％，Sr0.02％，TiB2 0.47％，余量为Al。
该高强韧高屈服压铸铝硅合金的制备方法与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供一种高强韧高屈服压铸铝硅合金，包括质量百分比如下的各组分：Si11.5％，Mg0.95％，Cu2.35％，Mn0.45％，Fe0.63％，Ti0.17％，Ni 0.47％，Cr0.16％，Sr0.02％，TiB2 0.25％，余量为Al。
该高强韧高屈服压铸铝硅合金的制备方法与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种高强韧高屈服压铸铝硅合金，包括质量百分比如下的各组分：Si12.0％，Mg0.9％，Cu3.35％，Mn0.43％，Fe0.93％，Ti0.15％，Ni 0.37％，Cr0.19％，Sr0.03％，TiB2 0.45％，余量为Al。
该高强韧高屈服压铸铝硅合金的制备方法与实施例1相同。
对比例
制备一种ADC12铝合金材料，其包括：
熔铸获得ZL114A铝合金铸锭：Si 11.5％、Cu 1.5％、Mg 0.30％、Mn 0.4％、Ni0.15％、Fe0.6％、其余为Al。熔铸时添加Al5TiB晶粒细化剂细化组织，添加钠盐进行变质。
表1为实施例1-6制备的压铸铝硅合金与对比例的ADC12铝合金力学性能的对比表
由表1可知，实施例1-6的压铸铝硅合金表现出良好的力学性能，抗拉强度，屈服强度，延伸率均高于ADC12铝合金。
实施例1高强韧高屈服压铸铝硅合金的铸态金相图如图1所示，铝合金二次枝晶臂间距得到明显细化，细化后组织均匀。TiB2颗粒均匀分布在晶内，有效细化组织且提高强度。本发明实施例选择特定的合金元素并优化元素配比，再匹配适量的TiB2颗粒，使合金具有良好的压铸成型性能并具有优异的力学性能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种高强韧高屈服压铸铝硅合金，其特征在于，包括质量百分比如下的各组分：
余量为Al。
2.根据权利要求1所述高强韧高屈服压铸铝硅合金，其特征在于，包括质量百分比如下的各组分：
余量为Al。
3.根据权利要求1或2所述高强韧高屈服压铸铝硅合金，其特征在于，该合金的抗拉强度为330MPa-370MPa，屈服强度为220MPa-245MPa，延伸率＞2.5％。
4.一种权利要求1-3任意一项所述高强韧高屈服压铸铝硅合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
首先，将铝锭、含Si原料、含Cu原料、含Mn原料、含Ni原料、含Cr原料和含Ti原料加至熔炉中加热熔化，溶清后静置，再依次加入Mg、含TiB2原料，溶清后静置，得到所需成分的中间熔体；
对所述中间熔体进行除杂处理，之后进行精炼，在精炼的同时加入含Sr原料进行变质处理，再经除渣后得到所述铝合金熔体。
5.根据权利要求4所述高强韧高屈服压铸铝硅合金的制备方法，其特征在于，将铝锭、含Si原料、含Cu原料、含Mn原料、含Ni原料、含Cr原料和含Ti原料加至熔炉中加热至720℃-760℃熔化，溶清后静置50min-70min，再依次加入Mg、含TiB2原料，溶清后静置8min-15min。
6.根据权利要求4或5所述高强韧高屈服压铸铝硅合金的制备方法，其特征在于，所述含Si原料为Al-Si中间合金和/或Si；和/或，
所述含Cu原料为Al-Cu中间合金和/或Cu；和/或，
所述含Mn原料为Al-Mn中间合金；和/或，
所述含Ti原料为Al-Ti中间合金；和/或，
所述含Ni原料为Al-Ni中间合金；和/或，
所述含Cr原料为Al-Cr中间合金；和/或，
所述含Sr原料为Al-Sr中间合金。
7.根据权利要求4或5所述高强韧高屈服压铸铝硅合金的制备方法，其特征在于，所述含TiB2原料为TiB2/Al复合材料。
8.根据权利要求7所述高强韧高屈服压铸铝硅合金的制备方法，其特征在于，所述TiB2/Al复合材料中TiB2的质量百分比为20％-30％。
9.根据权利要求7所述高强韧高屈服压铸铝硅合金的制备方法，其特征在于，所述TiB2/Al复合材料的粒度直径为100nm-1.0μm。
10.一种权利要求1-3任意一项所述高强韧高屈服压铸铝硅合金在汽车铸件领域的应用。
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