CN117684053B - 免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料及其制备方法。免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，按质量百分比计，包括Si：9.6‑11.8%；Fe：≤0.15%；Cu：≤0.03%；Mn：0.3‑0.8%；Mg：0‑0.2%；Zn：≤0.05%；Ti：0‑0.15%；Zr：0‑0.25%；稀土0‑0.2%；Sr：0.01‑0.05%；Pb：≤0.1%；Sn：≤0.01%；Cd：≤0.01%；晶种或变质剂0.05%‑0.5%，其余为Al，所述晶种为TCB晶种，所述变质剂为Al‑Sr‑RE复合合金。本发明提供的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料适用于大型一体化压铸件，具有免热处理，高强韧、低成本的优点。
Description
技术领域
本发明属于压铸铝合金技术领域，具体涉及免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料及其制备方法。
背景技术
随着特斯拉的一体化压铸技术问世，我国压铸行业将迎来巨大的挑战和变革。传统汽车制造通常将几十个或几百个小型的零部件通过焊接或铆接的方式连接成一个大型构件，而一体化压铸技术可通过大吨位的压铸机将上述小型零部件集成到1至2个零件上，这不仅缩短了制造时间，简化了生产工序，还提升了产品的精度，提高了原材料的利用率，最为重要的是降低生产成本。一体化压铸技术的成熟和量产，给铝合金材料行业带来了挑战和机遇，之前各个零部件独立压铸生产，产品的大小和壁厚方便做热处理，实现产品所需的性能指标，但是大型一体化压铸件的尺寸增大几十倍或上百倍，且有的地方壁厚薄，有的地方壁厚厚，不再适合做热处理，其原因是热处理很容易造成大型压铸件的变形，加大后续的整形难度，从而增加压铸件的报废率，增加制造成本。因此，一体化压铸首先需要材料是要满足免热处理的要求。
目前国内外对于免热处理的铝合金也进行了研究，并取得了一些成果，然而这些免热处理的材料的研究突破主要都是集中在亚共晶型铝硅合金上。例如CN114293058A公开了一种高强韧免热处理材料的制备方法，CN114438380A公开了一种免热处理高韧性AlSi铝合金及其制备方法，均是免热处理亚共晶型铝硅合金的研究。然而亚共晶型铝硅合金，其流动性和压铸性能一般，比不上近共晶和共晶型铝硅合金的压铸性能，难以满足大型一体化的压铸要求。
为了较好的满足一体化压铸要求，现有技术中对于流动性和压铸性较好的近共晶铝硅合金也有一些研究，然而近共晶铝硅合金虽然流动性和压铸性较好，但是其综合力学性能不及亚共晶型铝硅合金。目前有些方案是通过加入贵金属或者采用真空压铸的条件来提升其力学性能，但是这种方案极大的提升了制备的成本，并且力学性能提升有限，不能够满足目前提出的不用经过热处理工序就能够达到高强韧（抗拉强度≥260MPa，屈服强度≥120MPa，伸长率≥10%）的要求。如专利CN 115679162A提供了一种新能源汽车免热处理铝合金材料及低碳制备方法，其流动性和压铸性能比较好，属于高强度性能，伸长率为5%。其伸长率达不到10%，不属于高强韧的性能范围。且它加入了贵金属镍、钒、铍等，其生产成本无法降低。
并且压铸件厚度不同，性能上会有差异，压铸薄壁件的力学性能高于压铸厚壁件的力学性能。因此近共晶铝硅合金需要得到厚壁压铸件较好的力学性能更是不容易。德国莱恩公司公布的一种免热处理高强韧铝硅合金Castasil 37，该合金对于2-3mm壁厚的压铸件在免热处理状态下，抗拉强度为260-300MPa，屈服强度为120-150MPa，伸长率10-14％。对于5-7mm壁厚的压铸件在免热处理状态下，抗拉强度为200-250MPa，屈服强度为80-110MPa，伸长率10-14％。在厚壁压铸件中满足不了高强韧的要求。德国莱恩公司还公布的一种免热处理高强韧铝镁合金Magsimal-59，该合金对于2-4mm壁厚的压铸件在免热处理状态下，抗拉强度为310-340MPa，屈服强度为160-220MPa，伸长率12-18％。对于6-12mm壁厚的压铸件在免热处理状态下，抗拉强度为220-260MPa，屈服强度为120-145MPa，伸长率8-12％，在厚壁压铸件中达不到高强韧的要求。又如专利申请号为202111516888.0提供了一种免处理铝合金及其制备方法，其为近共晶铝硅合金，但它是需要采用真空压铸的条件，成本较高。而且该方案仅能实现2-3mm的薄壁件具有较好力学性能，不能满足较厚的厚壁依然能够具有较好的力学性能。在大型一体化压铸件中，既有薄壁的部位也有厚壁的部位，这些部位都要求同时达到高强韧的要求。
综上，要得到一款在免热处理情况下，还能实现不仅薄壁部位而且厚壁部位的压铸件都具有高强韧性能并且低成本的近共晶铝硅合金是非常不容易的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种低成本、高强韧的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料及其制备方法。
本发明提供一种免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，所述铝硅合金材料按质量百分比计，包括Si：9.6-11.8%；Fe：≤0.15%；Cu：≤0.03%；Mn：0.3-0.8%；Mg：0-0.2%；Zn：≤0.05%；Ti：0-0.15%；Zr：0-0.25%；稀土0-0.2%；Sr：0.01-0.05%；Pb：≤0.1%；Sn：≤0.01%；Cd：≤0.01%；晶种或变质剂0.05%-0.5%，其余为Al，所述晶种为TCB晶种，所述变质剂为Al-Sr-RE复合合金。
优选地，所述Mg为0.0075-0.2%；所述Zr 为0.0003-0.25%；所述稀土包括Ce和La，所述Ce为0.0012-0.1%；所述La为0.0003-0.1%。
优选地，所述TCB晶种按质量百分比计，包括Ti：4.5-5.5%，C：0.1-0.2%，B：0.15-0.25%，Ce：0.4-0.6%，Mn：≤0.1%，Fe：≤0.4%，Si：≤0.1%，V：≤0.1%，余量为Al。
优选地，所述Al-Sr-RE复合合金中Sr的质量含量为8-12%，RE的质量含量为8-12%，其余为Al。
优选地，所述免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料在压铸前对铝熔体采用氩气或氮气进行除气20-30分钟，除气后清除浮渣，当压铸的铝熔体中Sr含量因烧损降至低于下限时需要补加铝锶中间合金或采用Al-Sr-RE复合合金进行调整。
优选地，所述免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料在压铸前重熔的铝熔体温度≤760℃；压铸时，压铸铝液温度控制在700±15℃，压铸模具温度控制在200±10℃。
本发明还提供一种免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料的制备方法，包括如下步骤：
加入低铁铝锭、低铁的金属硅、预热的锰添加剂、钛添加剂和金属镁；
进行的微合金化或晶粒细化变质，当进行晶微合金化时，先加入铝锆中间合金，搅拌熔化后净置10-20分钟，再加入经过预热的铝锶中间合金，然后加入TCB晶种；当进行晶粒细化变质时，加入预热的Al-Sr-RE复合合金；
铝液温度在700±10℃之间浇铸。
优选地，当所述制备方法采用晶粒细化变质时，整体制备方法包括如下步骤：
S101、加入85-90%的低铁铝锭和低铁的金属硅后，开火熔化并升温至800-850℃，净置30-40分钟；第一次去除表面浮渣；
S102、温度在800-850℃时，加入一半已经预热的锰添加剂，搅拌熔化后净置10-20分钟；
S103、再加入余下预热的锰添加剂和钛添加剂，搅拌熔化后净置10-20分钟；
S104、加入余下的铝锭，调整铝液温度至740-760℃，第二次去除表面浮渣；
S105、采用氩气或氮气作为载流气体，按照铝液总量的0.1-0.2%加入量加入精炼剂，进行精炼净化，第三次去除表面浮渣；
S106、加入经过预热的金属镁，熔化并搅拌均匀，净置5-10分钟，取样检验成分，成分合格，进行下一步；
S107、铝液温度720-760℃，采用氩气或氮气除气20-30分钟后除渣，并检查针孔要求达到1级；
S108、铝液温度720-760℃时，加入经过预热的Al-Sr-RE复合合金。熔化并搅拌均匀后净置5-10分钟。
S109、铝液温度在700±10℃之间浇铸。
优选地，浇铸过程采用氩气或氮气通过15-25μm孔径的透气砖在过滤箱或流槽的底部进行在线除气，并确保针孔不高于2级。
优选地，所述浇铸前还包括用氩气或氮气对铝熔体进行除气的步骤，除气时铝液翻滚高度不大于15cm，气压在0.1-0.2MPa之间。
本发明提供的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料适用于大型一体化压铸件，具有免热处理、低成本和高强韧的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明实施例提供一种免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，铝硅合金材料按质量百分比计，包括Si：9.6-11.8%；Fe：≤0.15%；Cu：≤0.03%；Mn：0.3-0.8%；Mg：0-0.2%；Zn：≤0.05%；Ti：0-0.15%；Zr：0-0.25%；Ce：0-0.1%；La：0-0.1%；Sr：0.01-0.05%；Pb：≤0.1%；Sn：≤0.01%；Cd：≤0.01%；晶种或变质剂0.05%-0.5%，其余为Al，晶种为TCB晶种，变质剂为Al-Sr-RE复合合金。其它不可避免的常存杂质元素单个≤0.05%，杂质总和：≤0.15%。
本发明提供的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，属于近共晶型铝硅系合金，合金的铸造性和流动性优良。本发明的免热处理压铸铝合金实现兼顾流动性压铸性能好、综合力学性能好和低成本的优势。同时对于Φ6.3mm的较厚的壁厚的压铸件依然能够保证非常好的高强韧性能。
现有技术的免热处理压铸铝合金材料中，当与本发明的综合力学性能相近时，主要都是亚共晶型铝硅合金，其流动性和压铸性能不及本发明；当与本发明有相近的流动性和压铸性能时，其厚壁压铸件的综合力学性能不及本发明；当与本发明有相近的力学性能、流动性和压铸性能时，其生产成本高于本发明。
本发明提供的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料适用于大型一体化压铸件，具有免热处理，高强韧、低成本的优点。
本发明提供的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，铁、铜、锌的含量低，确保了材料的力学性能优良；同时还具有优异的耐腐蚀性能；为了减少Fe对合金塑性带来的不利影响，本发明将Fe的含量控制在较低的范围，随后通过提高Mn的含量替代Fe，解决合金中压铸的粘模问题；加入了一定量的锰，除了可解决合金在压铸时容易产生的金属模具粘模问题之外，同时Mn还可以改善富铁相的形态，提高铸件塑性；此外，在近共晶Al-Si合金中加入Mn还可改善铸件的热裂倾向。
镁在合金中是强化元素，适量的镁含量可提高材料的屈服强度，但镁也有降低其韧性、增加材料脆性以及对铸态下力学性能的热稳定性的负面影响。
微量的Zr，其作用是与Al形成Al3Zr，细化晶粒，同时显著提高压铸件的热稳定性。
本发明提供的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料使用晶种或变质剂中的任一种作为约束条件。
当使用晶种作为约束条件时，采用Zr的微合金化和适用于近共晶型的新型TCB晶种，其效果使合金的晶粒细化效果很好，热稳定强韧性能很好。通过TCB晶种与Zr配合，可以消除合金中的锆中毒现象，使其热稳定性能更充分地发挥出来。这种独特的新型TCB晶种合金在近共晶铝硅合金中可以起到很好的增加异质形核核心来细化α-Al相的作用，细化效果很好，长效不衰退，预结晶组织小，组织晶粒细小，起到对近共晶铝硅合金提高综合性能的作用。另外，晶种合金中的B呈化合物形态存在，与铝硼中间合金不同，所以加入这种TCB晶种后也可以与加锶共存，不会使硼与锶产生冲突。
当采用变质剂作为约束条件时，采用Al-Sr-RE复合后的中间合金，其效果使合金的变质效果很好，可得到很好的强韧性。Al-Sr-RE是通过特殊的处理工艺复合，Sr与RE形成了新的稳定的化合物，可以起到很好的异质形核核心的作用，同时，它解决了分别加入Al-Sr和Al-RE时铝液产生的吸气和夹杂问题，提高了材料的纯净度和性能。因此，采用Al-Sr-RE复合变质，可使合金同时具备良好的强度和韧性。
本发明提供的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，所进行的微合金化和晶粒细化以及变质方式采用两种组合中的任意一种：一种是采用Zr的微合金化和适用于近共晶型的新型TCB晶种，其效果使合金的晶粒细化效果很好，热稳定强韧性能很好；另一种是采用Al-Sr-RE复合后的中间合金，其效果使合金的变质效果很好，可得到很好的强韧性。两种不同的工艺是根据不同的目标效果分别选取其中之一，而不是同时采用两种工艺。第一种工艺在实现强韧性的同时侧重于热稳定性的考量，第二种工艺在实现强韧性的同时更侧重于屈服强度提升的考量。
在优选实施例中，Mg为0.0075-0.2%；Zr 为0.0003-0.25%；Ce为0.0012-0.1%；La为0.0003-0.1%。
现有的TCB晶种（铝钛碳硼晶种合金）多适用于亚共晶型铝硅合金而不适用近共晶型铝硅合金。常规TCB晶种成分为Ti：1.8-2.2%，C：0.28-0.35%，B：0.28-0.35%，Mn：≤0.1%，Fe：≤0.3%，Si：≤0.3%，V：≤0.1%，余量为Al，其适用于含硅量9.5%以下的铝硅合金，对含硅量超过9.5%的铝合金其细化效果严重衰退，对含硅量达到10%的铝合金就不起作用了。本实施例中，TCB晶种按质量百分比计，包括Ti：4.5-5.5%，C：0.1-0.2%，B：0.15-0.25%，Ce：0.4-0.6%，Mn：≤0.1%，Fe：≤0.4%，Si：≤0.1%，V：≤0.1%，余量为Al。本发明所采用的TCB是新型的TCB晶种，其成分含量与通常的TCB不同，可适用于含硅量高至12.5%范围的铝合金。
在优选实施例中，按重量份计，Al-Sr-RE复合合金中Sr的质量含量为8-12%，RE的质量含量为8-12%，其余为Al。稀土和Sr以Al-Sr-RE复合合金整体发挥作用，其中的稀土为含铈或镧中的至少一种，Sr与RE形成了新的稳定的化合物，可以起到很好的异质形核核心的作用，同时，它解决了分别加入Al-Sr和Al-RE时铝液产生的吸气和夹杂问题，提高了材料的纯净度和性能。因此，采用Al-Sr-RE复合变质，可使合金同时具备良好的强度和韧性。
在优选实施例中，免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料在压铸前对铝熔体采用氩气或氮气进行除气20-30分钟，除气后清除浮渣，当压铸的铝熔体中Sr含量因烧损降至低于下限时需要补加铝锶中间合金或采用Al-Sr-RE复合合金进行调整。
在优选实施例中，免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料在压铸前重熔的铝熔体温度≤760℃；压铸时，压铸铝液温度控制在700±15℃，压铸模具温度控制在200±10℃。
本发明实施例提供的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料的制备方法，包括如下步骤：
加入低铁铝锭、低铁的金属硅、预热的锰添加剂、钛添加剂和金属镁；
进行的微合金化或晶粒细化变质，当进行微合金化时，先加入铝锆中间合金，搅拌熔化后净置10-20分钟，再加入经过预热的铝锶中间合金，然后加入TCB晶种；当进行晶粒细化变质时，加入预热的Al-Sr-RE复合合金；
铝液温度在700±10℃之间浇铸。
在优选实施例中，浇铸过程采用氩气或氮气通过15-25μm孔径的透气砖在过滤箱或流槽的底部进行在线除气，并确保针孔不高于2级；
浇铸前还包括用氩气或氮气对进行除气的步骤，除气时铝液翻滚高度不大于15cm，气压在0.1-0.2MPa之间。
当制备方法采用进行微合金化时，整体的制备方法包括如下步骤：
S11、加入85-90%的低铁铝锭和低铁的金属硅后，开火熔化并升温至800-850℃，净置30-40分钟；第一次去除表面浮渣；
S12、温度在800-850℃时，加入一半已经预热的锰添加剂，搅拌熔化后净置10-20分钟；
S13、再加入余下预热的锰添加剂和钛添加剂，搅拌熔化后净置10-20分钟。
S14、温度在800-850℃时，加入铝锆中间合金，搅拌熔化后净置10-20分钟，取样检验成分，成分合格，进行下一步；
S15、加入余下的铝锭,调整铝液温度至740-760℃，第二次去除表面浮渣；
S16、采用氩气或氮气作为载流气体，按照铝液总量的0.1-0.2%加入量加入精炼剂，进行精炼净化，第三次去除表面浮渣；
S17、加入经过预热的金属镁，熔化并搅拌均匀，净置5-10分钟，取样检验成分，成分合格，进行下一步；
S18、铝液温度720-760℃，采用氩气或氮气除气20-30分钟后除渣，并检查针孔要求达到1级；
S19、铝液温度720-760℃时，加入经过预热的铝锶中间合金，轻微搅拌均匀熔化，净置20-30分钟；
S20、温度在720-760℃时，加入经过预热的适用于近共晶型的新型TCB晶种合金。熔化并搅拌均匀后净置5-10分钟；
S21、铝液温度在700±10℃之间浇铸。
当制备方法采用晶粒细化变质时，整体制备方法包括如下步骤：
S101、加入85-90%的低铁铝锭和低铁的金属硅后，开火熔化并升温至800-850℃，净置30-40分钟；第一次去除表面浮渣；
S102、温度在800-850℃时，加入一半已经预热的锰添加剂，搅拌熔化后净置10-20分钟；
S103、再加入余下预热的锰添加剂和钛添加剂，搅拌熔化后净置10-20分钟；
S104、加入余下的铝锭，调整铝液温度至740-760℃，第二次去除表面浮渣；
S105、采用氩气或氮气作为载流气体，按照铝液总量的0.1-0.2%加入量加入精炼剂，进行精炼净化，第三次去除表面浮渣；
S106、加入经过预热的金属镁，熔化并搅拌均匀，净置5-10分钟，取样检验成分，成分合格，进行下一步；
S107、铝液温度720-760℃，采用氩气或氮气除气20-30分钟后除渣，并检查针孔要求达到1级；
S108、铝液温度720-760℃时，加入经过预热的Al-Sr-RE复合合金。熔化并搅拌均匀后净置5-10分钟。
S109、铝液温度在700±10℃之间浇铸。
Al-Sr-RE中，Sr与RE形成了新的稳定的化合物，可以起到很好的异质形核核心的作用。
为了对本发明的技术方案能有更进一步的了解和认识，现列举几个较佳实施例对其做进一步详细说明。
实施例1
按重量百分比计算：Si：9.83%；Fe：0.12%；Cu：0.0013%；Mn：0.51%；Mg：0.0075%；Zn：0.0195%；Ti：0.02%；Zr：0.22%；Ce：0.0012%；La：0.0003%；Sr：0.016%；Pb：0.00068%；Sn：0.004%；Cd：0.0001%；新型TCB晶种合金加入量：0.3%；常存杂质元素单个≤0.05%，杂质含量总和：0.11%；其余为Al。
TCB晶种合金包括Ti：4.5-5.5%，C：0.1-0.2%，B：0.15-0.25%，Ce：0.4-0.6%，Mn：≤0.1%，Fe：≤0.4%，Si：≤0.1%，V：≤0.1%，余量为Al。
按照上述配比制备铝合金，步骤如下：
S11、把炉底和炉壁清理干净，避免杂质混入；加入90%的低铁铝锭和低铁的金属硅后，开火熔化并升温至820℃，净置35分钟；第一次去除表面浮渣。
S12、温度在820℃时，加入一半已经预热的锰添加剂，搅拌熔化后净置15分钟。
S13、再加入余下预热的锰添加剂和钛添加剂，搅拌熔化后净置15分钟。
S14、温度在850℃时，加入铝锆中间合金，搅拌熔化后净置15分钟，取样检验成分，成分合格，进行下一步。
S15、加入余下的铝锭,调整铝液温度至750℃。第二次去除表面浮渣。
S16、采用氩气或氮气作为载流气体，按照铝液总量的0.15%加入量加入精炼剂进行精炼净化。第三次去除表面浮渣。
S17、加入经过预热的金属镁，熔化并搅拌均匀，净置5分钟，取样检验成分，成分合格，进行下一步。
S18、铝液温度740℃，采用氩气或氮气除气25分钟后除渣，检查针孔达到1级。
S19、铝液温度730℃，加入经过预热的铝锶中间合金，轻微搅拌均匀熔化，净置30分钟。取样检验成分，成分合格，进行下一步。
S20、温度在730℃时加入经过预热的适用于近共晶型的新型TCB晶种合金。熔化并搅拌均匀后净置5分钟。
S21、铝液温度在700℃浇铸。浇铸过程采用氮气通过15μm孔径的透气砖在过滤箱的底部进行在线除气。并检查针孔1级。
说明：
（1）每次净化除渣前铝液静置5-10分钟。
（2）采用氮气对铝熔体进行除气时，铝液翻滚高度不大于15cm，气压在0.1-0.2MPa之间。
采用实施例3的压铸方法进行压铸。
实施例2
按重量百分比计算：Si：9.97%；Fe：0.0991%；Cu：0.0041%；Mn：0.77%；Mg：0.13%；Zn：0.0088%；Ti：0.0385%；Zr：0.0003%；Ce：0.022%；La：0.00081%；Sr：0.035%；Pb：0.0005%；Sn：0.0022%；Cd：0.00012%；加入Al-Sr-RE复合中间合金：0.5%；常存杂质元素单个≤0.05%，杂质含量总和：0.12%；其余为Al。
Al-Sr-RE复合合金中Sr的质量含量为8-12%，RE的质量含量为8-12%，其余为Al，其中的RE是含铈或镧中的至少一种。
按照上述配比制备铝合金，步骤如下：
S101、把炉底和炉壁清理干净，避免杂质混入；加入90%的低铁铝锭和低铁的金属硅后，开火熔化并升温至820℃，净置35分钟。第一次去除表面浮渣。
S102、温度在820℃时，加入一半已经预热的锰添加剂，搅拌熔化后净置15分钟。
S103、再加入余下预热的锰添加剂和钛添加剂，搅拌熔化后净置15分钟。
S104、温度在800-850℃时，加入余下的铝锭,调整铝液温度至760℃。第二次去除表面浮渣。
S105、采用氩气或氮气作为载流气体，按照铝液总量的0.15%加入量加入精炼剂进行精炼净化。第三次去除表面浮渣。
S106、加入经过预热的金属镁，熔化并搅拌均匀，净置5分钟，取样检验成分，成分合格，进行下一步。
S107、铝液温度745℃，采用氮气除气25分钟后除渣，针孔达到1级。取样检验成分，成分合格，进行下一步。
S108、温度在730℃时加入经过预热的Al-Sr-RE复合合金。熔化并搅拌均匀后净置8分钟。
S109、铝液温度在700℃之间浇铸。浇铸过程采用氮气通过15μm孔径的透气砖在过滤箱的底部进行在线除气。并检查针孔达到1级。
说明：
（1）每次净化除渣前铝液静置5-10分钟。
（2）采用氮气对铝熔体进行除气时，铝液翻滚高度不大于15cm，气压在0.1-0.2MPa之间。
采用实施例3的压铸方法进行压铸。
实施例3
将制备出来的铝合金材料通过普通高压压铸的成型方式按照以下工艺要求压铸成压铸件，压铸件的壁厚为Φ6.3mm，压铸工艺如下：
（1）压铸前铝熔体温度（重熔温度）≤760℃。
（2）压铸铝液温度705℃。
（3）压铸模具温度205℃。
（4）压铸前对铝熔体采用氩气或氮气进行除气20-30分钟。除气后清除浮渣。
（5）当压铸的铝熔体中Sr含量因烧损降至低于下限时需要补加铝锶中间合金或采用Al-Sr-RE复合合金进行调整。
（6）压铸过程不向炉内投放返回料等冷料，避免熔体吸气和增加杂质。
（7）铁制工具需涂层烘干，以防止压铸过程中铝熔体增铁和吸气。
对比例1-对比例12
对比例1-对比例12的配方及材料制备方法如表1所示，压铸方法均与实施例3相同。
表1.对比例1-对比例12的配方及材料制备方法
上表中，常规TCB晶种成分为Ti：1.8-2.2%，C：0.28-0.35%，B：0.28-0.35%，Mn：≤0.1%，Fe：≤0.3%，Si：≤0.3%，V：≤0.1%，余量为Al。
将实施例1-2和对比例1-12制备得到的铝合金材料采用实施例3的压铸方法进行压铸，压铸件的壁厚为Φ6.3mm，对壁厚为Φ6.3mm的压铸件进行压铸态测试。或者将压铸件进行烘烤后的拉伸测试。烘烤态的性能是指模拟一体化压铸件经过高温静电烤漆状态后的性能，烘烤模拟的工艺参数是190℃，保温35分钟。
测试结果如表2所示。
表2.实施例1-2和对比例1-12进行压铸态或烘烤后的测试结果比对
综上，本发明提供的免热处理压铸铝合金材料，在免热处理条件下制备的铝合金压铸件，不仅薄壁而且厚壁的部位都同时兼具良好的强韧性能、热稳定性能、耐腐蚀性能、压铸性能和相对较低的生产成本。标准试棒压铸态抗拉强度：270-300MPa，屈服：120-145MPa，延伸率：10-16%；标准试棒烘烤态抗拉强度：275-295MPa，屈服：125-165MPa，延伸率：10-18%。实现了具有较好流动性能和压铸性能的近共晶铝硅合金不仅在薄壁部位而且在厚壁部位的压铸件都具有高强韧性的优点，极大的提升了一体化压铸材料的性能，前端材料性能的提升为后端的产品开发提供更多的可能性。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种适用于大型一体化压铸的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，其特征在于，所述铝硅合金材料按质量百分比计，包括Si：9.6-11.8%；Fe：≤0.15%；Cu：0.0013-0.03%；Mn：0.3-0.8%；Mg：0.0075-0.2%；Zn：0.0195-0.05%；Ti：0.02-0.15%；Zr：0.0003-0.25%； Ce：0.0012-0.1%； La：0.0003-0.1%；Sr：0.01-0.05%；Pb：≤0.1%；Sn：≤0.01%；Cd：≤0.01%；晶种0.05-0.5%，其余为Al，所述晶种为TCB晶种；
所述TCB晶种按质量百分比计，包括Ti：4.5-5.5%，C：0.1-0.2%，B：0.15-0.25%，Ce：0.4-0.6%，Mn：≤0.1%，Fe：≤0.4%，Si：≤0.1%，V：≤0.1%，余量为Al；
所述免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料的制备方法包括如下步骤：
加入低铁铝锭、低铁的金属硅、预热的锰添加剂、钛添加剂和金属镁；
进行微合金化，先加入铝锆中间合金，搅拌熔化后净置10-20分钟，再加入经过预热的铝锶中间合金，然后加入TCB晶种；铝液温度在700±10℃之间浇铸。
2.如权利要求1所述的适用于大型一体化压铸的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，其特征在于，所述免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料在压铸前对铝熔体采用氩气或氮气进行除气20-30分钟，除气后清除浮渣。
3.如权利要求1所述的适用于大型一体化压铸的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，其特征在于，所述免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料在压铸前重熔的铝熔体温度≤760℃；压铸时，压铸铝液温度控制在700±15℃，压铸模具温度控制在200±10℃。
4.如权利要求1所述的适用于大型一体化压铸的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，其特征在于，浇铸过程采用氩气或氮气通过15-25μm孔径的透气砖在过滤箱或流槽的底部进行在线除气，并确保针孔不高于2级。
5.如权利要求1所述的适用于大型一体化压铸的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，其特征在于，所述浇铸前还包括用氩气或氮气对铝熔体进行除气的步骤，除气时铝液翻滚高度不大于15cm，气压在0.1-0.2MPa之间。
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