[發(fā)明專利]耐磨損性、斂縫性和疲勞強度優(yōu)良的鋁合金

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110244319.5
• 申請日: 2011-08-22
• 公開（公告）號: CN102952974A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柴田果林
• 申請（專利權(quán)）人: 愛信輕金屬株式會社
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02
• 代理公司: 北京三幸商標(biāo)專利事務(wù)所 11216
• 代理人: 劉激揚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及耐磨損性優(yōu)良、且斂縫性和疲勞強度優(yōu)良的鋁合金以及采用它的擠壓件。

背景技術(shù)

通過在鋁合金中添加Si，使Si晶粒在金屬組織中析出，謀求耐磨損性的提高的技術(shù)是公知的。

但是，比如在汽車領(lǐng)域中，用于防抱死制動系統(tǒng)的促動器主體部件(在下面簡稱為ABS主體)等，其內(nèi)置有活塞或者閥部件，故要求對活塞的滑動或閥的開閉具有耐磨損性。另一方面，在組裝這些部件之后，為了將內(nèi)部流體密封，必須要求有斂縫密封件等，要求優(yōu)良的斂縫性的同時能確保耐壓性盡可能高的疲勞強度。

比如，在專利文獻1中公開有下述的鋁合金，在該鋁合金中包含Si：3.0～6.0質(zhì)量％和Mg：0.4～1.0質(zhì)量％，由此維持耐磨損性的同時確保較高的強度，但是具有改善斂縫性的余地。

針對添加Si和Mg的鋁合金進行調(diào)查，其結(jié)果，專利文獻2公開了一種鋁合金，其特征在于添加Si：1.5～12.0質(zhì)量％，Mg：0.5～6.0質(zhì)量％，但是其目的是為了提高以Si為起點的切削切斷性，因為還包含0.5質(zhì)量％以上的Mg，因此斂縫性差。

在先技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本第3654695號發(fā)明專利公報

專利文獻2：日本第3107517號發(fā)明專利公報

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種謀求耐磨損性優(yōu)良且斂縫性的改善和疲勞強度的改善這兩個相互對立的品質(zhì)并存的鋁合金。

本發(fā)明的鋁合金的特征在于，其包含Si：3.0～6.0質(zhì)量％；Mg：0.2～0.45質(zhì)量％；Cu：0.1～0.5質(zhì)量％；Fe：0.01～0.5質(zhì)量％；Ti：0.01～0.1質(zhì)量％和從Mn、Cr、Zr、V中選出的一種以上的元素共計0.01～1.0質(zhì)量％，剩余部分為Al和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明的鋁合金的特征在于下述的方面。

通過添加3.0～6.0質(zhì)量％的Si成分，確保耐磨損性，同時通過添加0.2～0.45質(zhì)量％的Mg成分，借助添加的Si成分的一部分和Mg成分的Mg2Si的析出效果，謀求強度的提高。

但是，僅如此的話，具有會在采用斂縫的塑性加工時容易發(fā)生微小裂縫的問題。

于是，本發(fā)明通過添加共計0.01～1.0質(zhì)量％的Mn、Cr、Zr、V中的一種以上的元素，能抑制裂縫的發(fā)生。

另外，對于Mn、Cr、Zr、V中的任意一種均可以認(rèn)定在斂縫時具有抑制微小裂縫發(fā)生的效果，但是表現(xiàn)出特別顯著效果的是V成分。

于是，在上述Mn、Cr、Zr、V的成分的總計中，優(yōu)選V的含量可在0.01～0.5質(zhì)量％的范圍內(nèi)。

另外，通過添加這些微量成分，添加0.1～0.5質(zhì)量％的Cu成分，能在斂縫時抑制微小裂縫發(fā)生的同時，提高疲勞強度。

由于本發(fā)明的鋁合金在確保耐磨損性的同時，能謀求優(yōu)良的斂縫性和較高的疲勞強度這二者并存，故采用該合金制造擠壓件，可用于ABS主體部件這樣的將工作流體密封的自動部件，或可用于要求確保較高的疲勞強度且優(yōu)良的斂縫性的各種部件。

附圖說明

圖1表示評價所采用的鋁合金的化學(xué)成分表；

圖2表示用于評價的坯錠(billet)的均質(zhì)化處理條件和擠壓件的制造條件；

圖3表示品質(zhì)的評價結(jié)果。

具體實施方式

說明本發(fā)明的鋁合金的成分的選定理由。

(Si、Mg)

如果在鋁合金中添加Si成分和Mg成分，則通過析出一部分Mg₂Si而產(chǎn)生的時效硬化，提高擠壓件的強度，過剩的Si成分作為Si晶粒而析出到金屬組織中，獲得耐磨損性。

下面，全部按照質(zhì)量％而進行說明。

如果Si成分添加不超過3.0％，則耐磨損性不充分，每次少量增加Si成分的添加量的實驗結(jié)果是，從5.0％附近開始耐磨損性的上升曲線平緩，在6.0％趨于基本平衡。

因此，Si成分的范圍優(yōu)選為3.0～6.0％的范圍內(nèi)。

為了進一步使強度和耐磨損性穩(wěn)定，也可將Si成分范圍控制在4.1～5.1％的范圍內(nèi)。

如上所述，Mg成分對擠壓件的強度具有影響，但是如果添加量多，則材料的粘性降低，擠壓性也降低。

因此，Mg成分優(yōu)選為0.2～0.45％的范圍內(nèi)。

為了在該場合也使強度和耐磨損性穩(wěn)定，也可將Mg成分控制在0.3～0.45％的范圍內(nèi)。

(Cu)

Cu成分由于固溶效果，在有助于疲勞強度提高的同時，在規(guī)定范圍內(nèi)也提高切削性。