[發(fā)明專利]鋁硅合金車身支架及其高壓真空壓鑄制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611003296.8
• 申請日: 2016-11-15
• 公開（公告）號: CN106636788B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設計）人: 勾建勇;崔美卿
• 申請（專利權）人: 江蘇嶸泰工業(yè)股份有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/03;C22C1/06;B22D17/00;C22F1/043;B22D17/22
• 代理公司: 北京連和連知識產(chǎn)權代理有限公司 11278
• 代理人: 奚衡寶

本發(fā)明涉及一種鋁硅合金車身支架及其高壓真空壓鑄制備方法。車身支架采用的鋁合金材料組分的重量百分比為：9.5?11.5％Si，F(xiàn)e＜0.1％，Cu＜0.03％，0.5～0.7％Mn，0.3～0.5％Mg，Zn＜0.07％，0.04?0.15%Ti，0.01?0.03%Sr，其余為Al。本發(fā)明所采用的鋁合金成分尤其是微量元素的含量、Sr元素的加入方式、熱處理工藝等保證車身支架同時具有高的強度與延展性的關鍵，經(jīng)產(chǎn)品切片試驗，T7處理后的抗拉強度大于240MPa;0.2%屈服強度大于180MPa，延伸率大于8％，完全滿足承載式車身零部件的機械性能要求；本發(fā)明的鋁合金車身支架高壓真空鑄造制備方法，能夠適滿足承載式車身支架對機械性能、生產(chǎn)效率、成本的要求，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及一種鋁硅合金車身支架及其高壓真空壓鑄制備方法，屬于汽車零部件技術領域。

背景技術

汽車車身支架是汽車中的承載受力件，與汽車安全性密切相關。在汽車車身中，許多支架裝在車身結構的節(jié)點上并與其它部件連接形成抗變形的高強度框架，這類支架通常具有尺寸大、壁薄、結構復雜等特征。由于在行駛中要保證汽車可靠的安全性，所以對車身支架的力學性能要求高，一般要求抗拉強度≥240 MPa，0.2％屈服強度大于180MPa,伸長率≥8％, 傳統(tǒng)的汽車支架大多采用鐵或鋼質(zhì)材料，通過沖壓、鍛造、焊接、鉚接等工藝生產(chǎn)。

在世界汽車市場的激烈競爭中，各國都在向高質(zhì)量、高可靠性、重量輕、節(jié)能、低成本方向發(fā)展，尤其是隨著新能源汽車的快速發(fā)展，在材料方面表現(xiàn)為輕量化，用鋁合金代替部分鋼(鐵)件，以達到汽車向高質(zhì)量、低成本的發(fā)展的要求；在工藝方面表現(xiàn)為用先進工藝取代傳統(tǒng)的工藝以達到提高毛坯精度，減少加工余量，減少原材料消耗，降低成本的目的；目前，多數(shù)鋁合金高強度鑄件一直是采用重力鑄造或低壓鑄造生產(chǎn)，用這些傳統(tǒng)的工藝制造出的車身支架在外觀呈現(xiàn)冷隔、凹陷、裂紋等不同程度的質(zhì)量問題，而在內(nèi)部往往會出現(xiàn)氣孔、縮孔、針孔等致命的缺陷，從而嚴重影響了產(chǎn)品的性能，同時，因成品率較低，資源和能源利用率低，鋁廢料再生利用率不高，環(huán)境污染嚴重等缺陷，使鋁合金在車身支架上的應用受到了極大的限制。

壓鑄工藝具有生產(chǎn)率高、鑄件精密等一系列優(yōu)點，用壓鑄工藝生產(chǎn)車身支架不但可以縮短生產(chǎn)周期，還可達到高精密接近凈成形，省去大量的機加工序，節(jié)約成本，因此，壓力鑄造是生產(chǎn)鋁、鎂合金汽車結構件極具競爭力的一種工藝。但由于車身支架需要優(yōu)秀的機械性能，為使鋁合金支架獲得高性能，往往需要熱處理，如果支架與其他構件連接，還需要良好的焊接性或鉚接性，顯然，常規(guī)的壓鑄工藝無法滿足車身支架的生產(chǎn)要求，結構件的壓鑄生產(chǎn)需要進行新的材料及工藝開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術問題：

1、為了提高鋁硅合金的強度，通常是提高銅、鐵、鎂等固溶強化合金的百分比，但這些合金組分的增加會同時帶來合金延展性的下降，延伸率不能滿足車身之架的要求，本發(fā)明需要解決車身之架滿足高強度的同時滿足高延伸率的要求。

2、由于高壓壓鑄采用熱做模具鋼做為模具成型部分的材料，在高溫、高速、高壓的生產(chǎn)過程中，鋁合金會對模具材料產(chǎn)生侵蝕，導致粘模、拉傷、變形等嚴重缺陷，通常解決粘模傾向是保持0.6-1.0％的Fe含量，但含鐵量高時，鐵相的增加會嚴重降低鋁合金的強度與延展性，本發(fā)明需要解決鋁合金粘模與高強度、高延伸率的需求。

3、本發(fā)明需要解決鋁合金熔解過程的吸氫與氧化導致的鋁合金脆性問題。

4、要達到車身支架要求的高強度、高延伸率，鑄件必須進行固溶強化處理，另外，車身支架可能會要求與其他車身部件進行焊接、鉚接裝配，在固溶強化或焊接時，如果鑄件內(nèi)部含有氣泡，高溫時就會膨脹，導致產(chǎn)品表面鼓泡報廢，如何解決高壓、高速壓鑄填充過程的金屬紊流導致的卷入性氣孔，是本發(fā)明需要解決的一個工藝問題。