[發(fā)明專利]一種用于汽車板材的壓鑄鋁合金的時(shí)效方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310460998.9
• 申請(qǐng)日: 2013-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103526083A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季吉清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州吉利不銹鋼制品有限公司
• 主分類號(hào): C22C21/02
• 分類號(hào): C22C21/02;C22F1/043;C22C1/03;B22D17/00
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 劉憲池

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁及其合金的技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供一種用于汽車板材部件的、具有優(yōu)異力學(xué)性能的壓鑄鋁合金的時(shí)效方法。

背景技術(shù)

鋁及其合金因具有優(yōu)異的力學(xué)性能、抗腐蝕性能、成型性能而自古受到青睞，同時(shí)加之2.17g/cm²的低密度，鋁合金是典型的被使用的結(jié)構(gòu)型輕合，在汽車、船舶、運(yùn)輸機(jī)、家電制品、電子通訊設(shè)備、建材等各個(gè)領(lǐng)域都被廣泛使用。特別是為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的能源短缺和環(huán)境污染等問(wèn)題，必須盡量節(jié)約燃油的消耗以及嚴(yán)格控制二氧化碳等氣體的排放，而交通運(yùn)輸產(chǎn)品的質(zhì)量沒(méi)減輕10%，就可以使得油耗下降至少5%，相應(yīng)地的氣體排放也自然能夠得到有效的控制，而將具有高的比強(qiáng)度和比剛度以及其他優(yōu)異性能的鋁合金用于相應(yīng)產(chǎn)品的制造，無(wú)疑是解決上述問(wèn)題最為可行的方法。

其中的Al-Mg-Si系合金因優(yōu)異的擠壓性能、相對(duì)高的強(qiáng)度和耐腐蝕性能而成為車身、門(mén)板、行李艙隔板等面板型構(gòu)件的主要選擇。然而由于鋁合金的熔煉、熱處理時(shí)效工藝的各個(gè)步驟涉及到很多參數(shù)，如何選擇最為優(yōu)化的成分和與成分相適應(yīng)的熔煉、熱處理工藝步驟和參數(shù)，從而開(kāi)發(fā)出具有更優(yōu)異性能的鋁合金一直是相關(guān)研究人員最為關(guān)注的研究課題。

壓力鑄造是現(xiàn)今鋁及其合金的鑄造方法中技術(shù)含量較高的先進(jìn)制備方法之一，其成本相對(duì)較低，且生產(chǎn)效率高，制備得到的鋁合金產(chǎn)品表面質(zhì)量好、尺寸精度高，能夠滿足汽車工業(yè)部件對(duì)于鋁合金產(chǎn)品的要求標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的即在于提供一種鋁合金的配方，并通過(guò)合理的熔煉和壓力鑄造工藝得到鋁合金，最后經(jīng)過(guò)相應(yīng)的熱處理時(shí)效工藝得到具有優(yōu)異性能的鋁合金產(chǎn)品。

本發(fā)明中的用于汽車板材的壓鑄鋁合金的時(shí)效方法，包括如下步驟：

1）原料準(zhǔn)備：合金的成分配比為（wt.%）：Si3.5-4.0、Mg1.5-1.8、Cu0.05-0.1、Cr0.04-0.06、Fe≤0.02、Mn≤0.03，余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)，同時(shí)滿足Si/Mg的比值在2.2-2.5之間；其中上述合金成分來(lái)自于純度為99.9%的純鋁、硅含量為12-15%的鋁硅合金、鉻含量為10-12的鋁鉻合金、電解銅、工業(yè)純鎂等原料，如果有Mn來(lái)自于10-12%的鋁錳合金原料。

2）熔煉：先將上述各原料預(yù)熱至至少150℃，然后將純鋁置于熔煉爐中加熱升溫至750-780℃，隨后加入鋁鉻合金和電解銅并持續(xù)攪拌直至鋁鉻合金和電解銅全部熔化，之后降溫至700-730℃并加入鋁硅合金并持續(xù)攪拌直至鋁硅合金全部熔化，隨后降溫至650-670℃并將工業(yè)純鎂按壓至熔體底部維持至少3-5min，之后攪拌熔體并再次升溫至750-780℃同時(shí)加入精煉劑進(jìn)行精煉，靜置10-15min后，檢驗(yàn)熔體成分合格后完成熔煉。

3）壓鑄：將成分合格的熔體降溫至680-700℃后壓鑄到經(jīng)過(guò)預(yù)熱至至少200℃的模具的型腔中，其中充型開(kāi)始時(shí)的熔體流速為0.2-0.4m/s、鑄造壓力為70-75MPa，充型率超過(guò)60%后，提高熔體的流速至2-2.5m/s、鑄造壓力為85-90MPa，直至充型壓鑄結(jié)束。

4）固溶-淬火處理：將壓鑄鑄件經(jīng)過(guò)冷軋和/或熱軋加工后得到鋁合金板材，將鋁合金板材在570-600℃條件下鹽浴固溶處理1.5min后進(jìn)行水淬冷卻，板材出爐入水的時(shí)間小于2秒且冷卻水的溫度小于20℃。

5）兩級(jí)時(shí)效：首先將經(jīng)固溶-淬火處理的鋁合金板材在100-120℃的條件下鹽浴保溫2.5-3h，隨后再將鋁合金板材在50-60℃的條件下鹽浴保溫120-150h，從而得到所述的Al-Mg-Si合金。

其中，合金元素含量?jī)?yōu)選的，所述硅的含量為3.8；

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述鎂的含量為1.6；

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述銅的含量為0.07；

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述鉻的含量為Cr0.05；

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述鐵的含量小于0.005，更優(yōu)選為0；

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述錳的含量小于0.01。

進(jìn)一步優(yōu)選的，Si/Mg的比值為2.3。

其中，壓鑄時(shí)，所述的充型開(kāi)始時(shí)的熔體流速為0.3m/s；

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的充型開(kāi)始時(shí)的鑄造壓力為73MPa；

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的充型率超過(guò)60%后，提高熔體的流速至2.3m/s；

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的充型率超過(guò)60%后，鑄造壓力為88MPa。