[發明專利]一種液態模鍛高強韌鋁合金及其液態模鍛方法

有效

• 申請號: 201711418983.0
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN107937764B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 楊鵬;石洪偉;范衛忠;陸陽;楊湛成
• 申請（專利權）人: 廣州和德輕量化成型技術有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/03;C22F1/043;B22D18/02
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所(普通合伙) 44229
• 代理人: 邱麗心

一種液態模鍛高強韌鋁合金及其液態模鍛方法，其成分及質量百分比為：Si 6.5～7.5%，Mg 0.25～0.35%，Cu 0.05～0.15%，Mn 0.05～0.1%，Ni 0.025～0.05%，Ti 0.005～0.01%，C 0.001～0.002%，Re 0.01～0.03%，Fe ≤0.2%，余量為Al和不可避免的其它雜質元素。液態模鍛方法包括配料、熔煉鋁合金液、精煉除氣除渣、液態模鍛成形和固溶時效處理。本發明液態模鍛鋁合金具有強度高、塑性好的優點，適合于液態模鍛汽車受力結構件，如鋁合金車輪、轉向節、減震塔、懸掛支架、氣囊支撐臂、控制臂、制動器卡鉗等。

技術領域

本發明屬于鋁合金液態模鍛領域，具體是涉及一種液態模鍛高強韌鋁合金及其液態模鍛方法。

背景技術

隨著世界能源危機和環保污染問題日益嚴峻，汽車迫切需要減重，以達到節能減排的要求。鋁合金具有密度小、耐腐蝕性能好、易于回收利用等優點，是汽車輕量化的首選材料。大量汽車受力結構件，如鋁合金車輪、轉向節、減震塔、懸掛支架、氣囊支撐臂、控制臂、制動器卡鉗等，都需要“以鋁代鋼”，已到達汽車輕量化的目的。這些受力結構件在汽車上都屬于安全系統的受力結構件，在“以鋁代鋼”過程中則對鋁合金零部件的綜合力學性能也提出了更高的要求，如高的強度和塑性。采用高強韌的鋁合金及其先進的成形技術來制造汽車零部件是實現車身輕量化的有效措施。

液態模鍛是將金屬液在擠壓力的直接作用下進行凝固成型的技術。液態模鍛技術具有強力補縮功能，可以消除縮孔、氣孔、熱裂等缺陷，液態模鍛件具有組織致密、力學性能高、尺寸精度高、可熱處理強化等優點。液態模鍛所具有的獨特技術優勢，非常適合于生產高強韌的鋁合金汽車零部件。但現有液態模鍛用鋁合金，如A356、ADC10、ADC12等，雖然具有很好的鑄造流動性和機械加工性能，但普遍存在強度偏低、塑性較差的問題，嚴重制約了液態模鍛技術在鋁合金汽車零部件上的應用。因此，現有液態模鍛用鋁合金及液態模鍛方法仍有待改進和發展。

發明內容

本發明的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種強度高、塑性好的液態模鍛高強韌鋁合金及其液態模鍛方法，滿足液態模鍛生產汽車受力結構件的要求。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明所述的液態模鍛高強韌鋁合金，其特點是采用液態模鍛技術制備該鋁合金，鋁合金由以下質量百分比的成分組成：Si 6.5～7.5%，Mg 0.25～0.35%，Cu 0.05～0.15%，Mn 0.05～0.1%，Ni 0.025～0.05%，Ti 0.005～0.01%，C 0.001～0.002%，Re 0.01～0.03%，Fe ≤0.2%，余量為Al和不可避免的其它雜質元素，其中，Mn與Ni的質量比為2:1，Ti與C的質量比為5:1，其它雜質元素單個含量小于0.05%，總量小于0.15%。

本發明所述液態模鍛高強韌鋁合金的液態模鍛方法，其特點是包括以下步驟：

第一步：按照所述液態模鍛高強韌鋁合金的成分質量百分比，選用Al10Cu合金、Al20Mn合金、Al10Ni合金、Al5Ti1C合金、Al5Re合金及純度為99.7%的鋁錠、99.9%的速溶硅和99.95%的鎂錠為原材料進行配料；

第二步：在700～740℃加熱熔化鋁錠，然后加入占原材料總重量6.5～7.5%的速溶硅、0.25～0.35%的鎂錠、0.5～1.5%的Al10Cu合金、0.25～0.5%的Al20Mn合金、0.25～0.5%的Al10Ni合金、0.1～0.2%的Al5Ti1C合金和0.2～0.6%的Al5Re合金，攪拌熔化成鋁合金液，并進行精煉除氣除渣；

第三步：在澆注溫度為680～700℃、模具型腔溫度為200～220℃、擠壓比壓為60～80MPa、充型速度為0.05～0.15米/秒、保壓時間為10～30秒條件下，將鋁合金液液態模鍛成鋁合金；