RU2576707C2 - Aluminium-based cast alloy - Google Patents

Aluminium-based cast alloy Download PDF

Info

Publication number
RU2576707C2
RU2576707C2 RU2014123014/02A RU2014123014A RU2576707C2 RU 2576707 C2 RU2576707 C2 RU 2576707C2 RU 2014123014/02 A RU2014123014/02 A RU 2014123014/02A RU 2014123014 A RU2014123014 A RU 2014123014A RU 2576707 C2 RU2576707 C2 RU 2576707C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
manganese
max
grinding
alloy
Prior art date
Application number
RU2014123014/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014123014A (en
Inventor
Татьяна Александровна Богданова
Сергей Иванович Куклин
Евгений Иванович Куклин
Сергей Васильевич Мельников
Александр Викторович Чеглаков
Игорь Юрьевич Дресвянский
Николай Николаевич Довженко
Татьяна Ренатовна Гильманшина
Галина Александровна Меркулова
Владимир Николаевич Баранов
Виктор Андреевич Падалка
Александр Юрьевич Богданов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "КиК"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "КиК" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "КиК"
Priority to RU2014123014/02A priority Critical patent/RU2576707C2/en
Publication of RU2014123014A publication Critical patent/RU2014123014A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2576707C2 publication Critical patent/RU2576707C2/en

Links

Landscapes

  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: aluminium-based cast alloy containing silicon, magnesium, manganese, iron, additionally contains in wt %: silicon 10.0-13.0, magnesium max. 0.15, iron max. 0.5, manganese max. 0.5, modification elements to grind eutectic from row Sb, Sr, Na, K, Ca in total max. 0.05, modification elements to grind α-solid solution from row Ti, B, Zr, Sc in total max. 0.12, aluminium - rest, at iron to manganese ratio 1:1.
EFFECT: increased offset yield stress, ultimate strength and hardness.
1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к металлургии алюминиевых сплавов и может быть использовано для изготовления дисков автомобильных колес, получаемых литьем под низким давлением.The invention relates to the metallurgy of aluminum alloys and can be used for the manufacture of wheels of automobile wheels obtained by injection molding under low pressure.

Известен сплав на основе алюминия, содержащий, мас.%: кремний 10-12; магний 0,25-0,35; бериллий 0,05-0,2; титан 0,1-0,3; бор 0,05-0,15; марганец 0,05-0,2; стронций 0,02-0,06; примеси (не более) железо 0,4; медь 0,3; алюминий - остальное (заявка на изобретение №95114156).Known alloy based on aluminum, containing, wt.%: Silicon 10-12; magnesium 0.25-0.35; beryllium 0.05-0.2; titanium 0.1-0.3; boron 0.05-0.15; manganese 0.05-0.2; strontium 0.02-0.06; impurities (no more) iron 0.4; copper 0.3; aluminum - the rest (application for invention No. 95114156).

Недостатком данного сплава при изготовлении дисков автомобильных колес является присутствие бериллия, увеличивающего стоимость сплава и оказывающего вредное влияние на здоровье людей. Кроме того, наличие меди приводит к понижению коррозионной стойкости готовых колес.The disadvantage of this alloy in the manufacture of automobile wheel disks is the presence of beryllium, which increases the cost of the alloy and has a harmful effect on human health. In addition, the presence of copper leads to a decrease in the corrosion resistance of the finished wheels.

Наиболее близким сплавом к предложенному является литейный сплав для изготовления автомобильных колес, содержащий, мас.%: Si 5-12, Mg 0,1-1, Fe 0,16, Mn 1,5 и менее, Cu 1,0 и менее, элементы-модификаторы для измельчения структуры из ряда Ti 0,3-0,2, Sr 0,005-0,1, остальное - алюминий (CN 102206778 A, C22C 21/04, 05.10.2011, реферат).The closest alloy to the proposed one is a casting alloy for the manufacture of automobile wheels, containing, wt.%: Si 5-12, Mg 0.1-1, Fe 0.16, Mn 1.5 or less, Cu 1.0 or less, modifier elements for grinding structures from the Ti series 0.3-0.2, Sr 0.005-0.1, the rest is aluminum (CN 102206778 A, C22C 21/04, 05/10/2011, abstract).

Недостатком данного сплава при изготовлении дисков автомобильных колес является небольшое количество элементов, которые могут быть использованы в качестве модификаторов, и установлено соотношение железа и марганца, обеспечивающее изменение морфологии железосодержащей β-фазы из игольчатой в скелетообразную форму. The disadvantage of this alloy in the manufacture of automobile wheel disks is a small number of elements that can be used as modifiers, and the ratio of iron and manganese has been established, which provides a change in the morphology of the iron-containing β-phase from needle to skeleton shape.

Задачей изобретения является создание сплава на основе алюминия, используемого при изготовлении дисков автомобильных колес, обладающего повышенными механическими свойствами и приготовленного на основе первичного алюминия с повышенным содержанием железа. The objective of the invention is to create an alloy based on aluminum, used in the manufacture of rims of automobile wheels with high mechanical properties and prepared on the basis of primary aluminum with a high iron content.

Поставленная задача решена тем, что литейный сплав на основе алюминия содержит кремний, магний, марганец, железо, элементы-модификаторы для измельчения эвтектики из ряда Sb, Sr, Na, K, Ca и элементы-модификаторы для измельчения α-твердого раствора из ряда Ti, B, Zr, Sc при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved in that the aluminum-based casting alloy contains silicon, magnesium, manganese, iron, modifier elements for grinding eutectics from the Sb, Sr, Na, K, Ca series and modifier elements for grinding α-solid solution from the Ti series , B, Zr, Sc in the following ratio of components, wt.%:

кремний 10,0-13,0silicon 10.0-13.0

магний не более 0,15magnesium no more than 0.15

железо не более 0,5 iron no more than 0.5

марганец не более 0,5:0,5manganese not more than 0.5: 0.5

элементы-модификаторы для измельчения эвтектики из ряда Sb, Sr, Na, K, Ca в сумме не более 0,05modifier elements for grinding eutectics from the series Sb, Sr, Na, K, Ca in the amount of not more than 0.05

элементы-модификаторы для измельчения α-твердого раствора из ряда Ti, В, Zr, Sc в сумме не более 0,12modifier elements for grinding α-solid solution from the series Ti, B, Zr, Sc in the amount of not more than 0.12

алюминий - остальное, при соотношении железа к марганцу 1:1. aluminum - the rest, with a ratio of iron to manganese 1: 1.

Содержание кремния в количестве 10,0-13,0% обеспечивает сплаву хорошие литейные свойства из-за наличия эвтектики Al-Si. Уменьшение или увеличение содержания кремния изменяет характер кристаллизации сплава, что ухудшает литейные свойства и не позволяет получать качественные, сложные по конфигурации, высокоточные отливки дисков колес методом литья под низким давлением.The silicon content in the amount of 10.0-13.0% provides the alloy with good casting properties due to the presence of Al-Si eutectic. A decrease or increase in the silicon content changes the nature of the crystallization of the alloy, which affects the casting properties and does not allow to obtain high-quality, complex in configuration, high-precision castings of wheel disks by low-pressure casting.

Введение магния в количестве до 0,15 мас.% обеспечивает сплаву высокие прочностные свойства и улучшает обработку резанием готовых изделий. Увеличение содержания магния более 0,15 мас.% приводит к большему искажению кристаллической решетки алюминия и, как следствие, к снижению пластичности готовых изделий.The introduction of magnesium in an amount of up to 0.15 wt.% Provides the alloy with high strength properties and improves the processing by cutting of finished products. An increase in magnesium content of more than 0.15 wt.% Leads to greater distortion of the crystal lattice of aluminum and, as a result, to a decrease in the ductility of finished products.

Соотношение железо:марганец 1:1 обеспечивает изменение морфологии железосодержащей β-фазы из игольчатой в скелетообразную форму, что приводит к увеличению механических свойств дисков колес при литье под низким давлением. Увеличение или уменьшение количества марганца в данном соотношении не приводит к образованию скелетообразной фазы во всем объеме отливки при ее кристаллизации.The ratio of iron: manganese 1: 1 provides a change in the morphology of the iron-containing β-phase from needle to skeleton-like form, which leads to an increase in the mechanical properties of wheel disks when casting under low pressure. An increase or decrease in the amount of manganese in this ratio does not lead to the formation of a skeletal phase in the entire volume of the casting during its crystallization.

Элементы-модификаторы из ряда Sb, Sr, Na, К, Ca вводят в состав сплава для модифицирования кремния в эвтектике. Увеличение их содержания более 0,05 мас.% приводит к образованию фаз, которые охрупчивают сплав.Modifier elements from the series Sb, Sr, Na, K, Ca are introduced into the composition of the alloy to modify silicon in the eutectic. An increase in their content of more than 0.05 wt.% Leads to the formation of phases that embrittle the alloy.

Элементы-модификаторы из ряда Ti, B, Zr, Sc вводят для измельчения зерна твердого раствора на основе алюминия. Увеличение их содержания более 0,12 мас.% приводит к удорожанию сплава, но не способствует дальнейшему измельчению зерна отливок.Modifier elements from a number of Ti, B, Zr, Sc are introduced for grinding grain of an aluminum-based solid solution. An increase in their content of more than 0.12 wt.% Leads to an increase in the cost of the alloy, but does not contribute to further grinding of the grain of the castings.

ПРИМЕРEXAMPLE

Были приготовлены три экспериментальных сплава, составы которых указаны в табл.1. Сплавы готовили в индукционной печи ИАТ-2,5 в заводских условиях ООО «КиК» (г. Красноярск) на основе первичного алюминия марки А7. Химический состав сплава определяли на эмиссионном спектрометре SPECTROmax (в процессе плавки состав доводили до заданных значений). Из экспериментальных сплавов были получены диски автомобильных колес методом литья под низким давлением на машине GIMMA.Three experimental alloys were prepared, the compositions of which are indicated in Table 1. Alloys were prepared in the IAT-2.5 induction furnace in the factory conditions of KiK LLC (Krasnoyarsk) based on primary aluminum of grade A7. The chemical composition of the alloy was determined on a SPECTROmax emission spectrometer (during melting, the composition was adjusted to specified values). From experimental alloys, automobile wheel disks were obtained by low-pressure casting on a GIMMA machine.

Механические свойства при испытании на разрыв образцов, выточенных из отливок колес, определяли по ГОСТ 1497-84, твердость по Бринеллю - по ГОСТ 9012-59.The mechanical properties during tensile testing of specimens machined from wheel castings were determined according to GOST 1497-84, Brinell hardness - according to GOST 9012-59.

Figure 00000001
Figure 00000001

Из представленной таблицы видно, что сплавы 1 и 4 не обеспечивают дискам высоких механических свойств.It can be seen from the table that alloys 1 and 4 do not provide the discs with high mechanical properties.

Состав 2, 3 обеспечивает наилучшее сочетание условного предела текучести, временного сопротивления разрыву, относительного удлинения и твердости отливок дисков колес, удовлетворяющих требованиям ГОСТ Р 50511-93. При этом при содержании железа к марганцу, равного 1:1, включения железистой β-фазы переходят из игольчатой в компактную скелетообразную форму, что снижает вредное влияние железа на механические свойства сплава. Кроме того, использование первичного алюминия низкой сортности (А7, А7Э, ГОСТ 11069-2001) в составе шихты обеспечивает снижение себестоимости готовых дисков автомобильных колес. Наличие элементов-модификаторов из ряда Sb, Sr, Na, K, Ca позволяет измельчать кремний, входящий в состав эвтектики, тем самым повышая относительное удлинение сплава. Наличие элементов-модификаторов из ряда Ti, B, Zr, Sc позволяет измельчать зерно α-твердого раствора, что повышает условный предел текучести, временное сопротивление разрыву и твердость по Бринеллю.Composition 2, 3 provides the best combination of conditional yield strength, temporary tensile strength, elongation and hardness of castings of wheel disks that meet the requirements of GOST R 50511-93. In this case, when the iron to manganese content is 1: 1, inclusions of the glandular β-phase pass from needle-shaped to a compact skeletal form, which reduces the harmful effect of iron on the mechanical properties of the alloy. In addition, the use of primary aluminum of low grade (A7, A7E, GOST 11069-2001) as part of the charge reduces the cost of finished wheels of automobile wheels. The presence of modifier elements from the series Sb, Sr, Na, K, Ca allows the grinding of silicon, which is part of the eutectic, thereby increasing the relative elongation of the alloy. The presence of modifier elements from the Ti, B, Zr, Sc series allows grinding the grain of the α-solid solution, which increases the conditional yield strength, tensile strength, and Brinell hardness.

Claims (1)

Литейный сплав на основе алюминия для изготовления дисков автомобильных колес, содержащий кремний, магний, марганец и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит элементы-модификаторы для измельчения эвтектики из ряда Sb, Sr, Na, K, Ca и элементы-модификаторы для измельчения α-твердого раствора из ряда Ti, B, Zr, Sc, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
кремний 10,0-13,0 магний не более 0,15 железо не более 0,5 марганец не более 0,5 элементы-модификаторы для измельчения эвтектики из ряда Sb, Sr, Na, K, Ca в сумме не более 0,05 элементы-модификаторы для измельчения α-твердого раствора из ряда Ti, B, Zr, Sc в сумме не более 0,12 алюминий остальное

при соотношении железа к марганцу 1:1.
Aluminum-based casting alloy for the manufacture of automobile wheel disks containing silicon, magnesium, manganese and iron, characterized in that it further comprises modifier elements for grinding eutectics from the series Sb, Sr, Na, K, Ca and grinding modifier elements α-solid solution from the series Ti, B, Zr, Sc, in the following ratio of components, wt.%:
silicon 10.0-13.0 magnesium no more than 0,15 iron no more than 0.5 manganese no more than 0.5 modifier elements for grinding eutectic from the series Sb, Sr, Na, K, Ca in total no more than 0,05 modifier elements for grinding α-solid solution from the series Ti, B, Zr, Sc in total no more than 0.12 aluminum rest

with a ratio of iron to manganese 1: 1.
RU2014123014/02A 2014-06-05 2014-06-05 Aluminium-based cast alloy RU2576707C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014123014/02A RU2576707C2 (en) 2014-06-05 2014-06-05 Aluminium-based cast alloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014123014/02A RU2576707C2 (en) 2014-06-05 2014-06-05 Aluminium-based cast alloy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014123014A RU2014123014A (en) 2015-12-10
RU2576707C2 true RU2576707C2 (en) 2016-03-10

Family

ID=54843242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014123014/02A RU2576707C2 (en) 2014-06-05 2014-06-05 Aluminium-based cast alloy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2576707C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2659514C1 (en) * 2017-08-17 2018-07-02 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Casting aluminum-silicon alloy
RU2660492C1 (en) * 2017-11-03 2018-07-06 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Casting aluminum-calcium alloy
RU2757879C1 (en) * 2021-03-16 2021-10-22 Государственное Научное Учреждение Институт Порошковой Металлургии Имени Академика О.В. Романа Method for modifying aluminum-silicon alloys

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113174516B (en) * 2021-04-19 2021-11-26 浙江极铝新材料有限公司 Scandium-containing high-strength high-toughness aluminum-silicon alloy and preparation process thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU95114156A (en) * 1995-08-09 1997-07-27 Акционерное общество открытого типа "БЛМЗ" CASTING ALLOY BASED ON ALUMINUM
US20060177688A1 (en) * 2005-02-04 2006-08-10 Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh Aluminium alloy brazing material
WO2006081923A1 (en) * 2005-02-04 2006-08-10 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh Aluminium alloy brazing material
CN102206778A (en) * 2010-03-30 2011-10-05 本田技研工业株式会社 Aluminium die casting alloy used as vehicle material
RU2441091C2 (en) * 2010-03-01 2012-01-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Cast aluminium alloy-(sparingly-alloyed high-strength silumin)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU95114156A (en) * 1995-08-09 1997-07-27 Акционерное общество открытого типа "БЛМЗ" CASTING ALLOY BASED ON ALUMINUM
US20060177688A1 (en) * 2005-02-04 2006-08-10 Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh Aluminium alloy brazing material
WO2006081923A1 (en) * 2005-02-04 2006-08-10 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh Aluminium alloy brazing material
RU2441091C2 (en) * 2010-03-01 2012-01-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Cast aluminium alloy-(sparingly-alloyed high-strength silumin)
CN102206778A (en) * 2010-03-30 2011-10-05 本田技研工业株式会社 Aluminium die casting alloy used as vehicle material

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2659514C1 (en) * 2017-08-17 2018-07-02 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Casting aluminum-silicon alloy
RU2660492C1 (en) * 2017-11-03 2018-07-06 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Casting aluminum-calcium alloy
RU2757879C1 (en) * 2021-03-16 2021-10-22 Государственное Научное Учреждение Институт Порошковой Металлургии Имени Академика О.В. Романа Method for modifying aluminum-silicon alloys

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014123014A (en) 2015-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5355320B2 (en) Aluminum alloy casting member and manufacturing method thereof
CN111032897A (en) Method of forming cast aluminum alloy
KR20170138916A (en) Aluminum alloy for die casting, and die-cast aluminum alloy using same
JP5703881B2 (en) High strength magnesium alloy and method for producing the same
RU2576707C2 (en) Aluminium-based cast alloy
CA3065136C (en) High-strength aluminium-based alloy
EP3189173A1 (en) A casting al-mg-zn-si based aluminium alloy for improved mechanical performance
US11198925B2 (en) Aluminum alloys having improved tensile properties
JP6704276B2 (en) Method for producing cast material using aluminum alloy for casting
JP7152977B2 (en) aluminum alloy
RU2660492C1 (en) Casting aluminum-calcium alloy
RU2610578C1 (en) High-strength aluminium-based alloy
JP2023542129A (en) aluminum casting alloy
JPWO2020095777A1 (en) Aluminum alloy for die casting and aluminum alloy die casting material
JP2017071840A (en) High toughness aluminum alloy cast and manufacturing method therefor
RU2741874C1 (en) Cast aluminum-calcium alloy based on secondary raw materials
RU2659514C1 (en) Casting aluminum-silicon alloy
JP6649665B2 (en) Magnesium alloy manufacturing method, rolled magnesium alloy material, and magnesium alloy compact
JP6122932B2 (en) High toughness aluminum alloy casting
RU2616734C1 (en) Aluminium-based cast high-silicon alloy
WO2020204752A1 (en) Aluminium casting alloy
RU2306351C1 (en) Aluminum base alloy
US11959155B2 (en) Heat-resistant magnesium alloy for casting
RU2503734C1 (en) High-strength heat-treatable aluminium alloy and article made thereof
RU2691475C1 (en) Cast aluminum alloy with cerium additive

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170606