[發明專利]一種用于半固態加工的汽車用合金材料

無效

• 申請號: 201210146714.4
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN102650009A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: 楊弋濤;裴小虎;范湘
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;B22D27/04
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

技術領域

本發明涉及一種適用于汽車零件材料Al-Si-Mg系鋁合金的半固態成型，合金材料以及半固態加工方法，屬金屬材料工藝技術領域。

背景技術

目前半固態材料方面的研究較少，基本停留在已有的幾種傳統合金材料，如A356、A357及AZ91D和一些變形鋁合金。但是這幾種材料作為半固態加工材料有局限性，如A356、A357雖然溫度區間達到要求，但是半固態加工力學性能不高，而部分變形合金的雖然力學性能較高，但是溫度區間不夠，半固態加工流程不易控制。因此為了能夠設計出既具有較高的力學性能，又具有較好的工藝控制的合金材料，本文在理論分析的基礎上，配合THERMO-CALC軟件的計算，將Mg的含量調整在1%-2.5%，Si5%-7%。在此基礎上，進行熔煉實驗，DSC分析和性能分析，確定最優成分AlSi7Mg1.3，隨后進行半固態成形的研究。

發明內容

本發明的目的在于理論分析和計算機軟件的基礎上，對Al-Si-Mg系合金做半固態成形性研究，以提高半固態成型后零件的力學性能，為汽車零件的半固態成型提供更加廣闊的發展前景。

本發明涉及一種用于半固態加工的汽車用合金材料成分，特征是該合金具有以下的組分及質量百分比：

a、Si6.5-7%；Mg1.0-1.3%；Cu<0.1%；Zn<0.1%；Al為余量，即為Al-Si-Mg系合金成分范圍。本發明所述的Al-Si-Mg系合金中最合適的為AlSi7Mg1.3。

本發明涉及一種Al-Si-Mg系成分合金材料的半固態加工方法，其特征是具有如下的過程和步驟：

a、將上述原料熔煉而得的坯料作半固態加工，實施感應加熱，采用多工位旋轉式電磁感應加熱裝置，溫度550℃-700℃；功率75-85kw；8工位加熱；各工位加熱時間均等，為35.5-36.5s；

b、對加熱后的坯料作半固態成形，使其鑄態零件硬度達到79HBS,T6處理后120HBS。

本發明的合金成分設計及半固態成形加工的理論研究過程如下：

1?首先根據熱力學計算，設計Al-Si-Mg系合金適合半固態成形的成分范圍。進行實驗論證和分析，確立Al-Si7-Mg1.3為實驗最優對象。

2?利用具備電磁攪的連鑄法制備非樹枝晶AlSi7Mg1.3合金坯料。

3?對AlSi7Mg1.3非樹枝晶坯料感應加熱。

4?AlSi7Mg1.3合金的汽車后橋支撐座半固態觸變成形。

本發明的優點和特點如下：

1?本發明從熱力學計算出發，預測Al-Si-Mg系鋁合金的熱力學特點，找出適合半固態成形的Al-Si-Mg鋁合金的成分范圍。通過后期實驗同時論證相圖計算的準確性，增加嚴謹性。同時減少半固態成型研究實驗量。??????????

2?所需要的感應加熱時間相比A356短，有利于節約能源。

3?為汽車后橋支撐座的成型增加了材料種類和成型方式，擴大了數據庫。

附圖說明

圖1?為熔煉合金的力學性能。

圖2?零件的T6與未T6狀態的硬度值。

具體實施方式

本發明中的理論研究過程如下所示：

首先，按照熱力學計算并經過鑄造熔煉實驗的合金進行DSC制樣，分析驗證。根據幾種合金材料的性能進行成分的最后確立。根據拉伸結果選擇最優成分AlSi7Mg1.3，作為實驗唯一對象。

根據相圖的計算結果，對坯料做感應加熱工藝的探索，選擇35.5-36.5s做感應加熱的實驗，以找到合適的感應加熱時間。

使用合適的成型工藝，對坯料做感應加熱，對感應加熱后的坯料進行半固態觸變成形，成功的制備出AlSi7Mg1.3合金的汽車后橋支撐座。

綜上所述，使用AlSi7Mg1.3材料進行汽車后橋支撐座的半固態成型試驗成功，說明了AlSi7Mg1.3材料的優異的性能，是一種可以用來保護的新合金材料。

有關本發明在理論計算和實驗基礎上選擇熔煉合金的成分下下表1

本發明中合金試樣的力學性能，即拉伸實驗結果見圖1。

本發明中合金零件的T6與未T6狀態下的硬度值見圖2。