[發明專利]一種大型復雜汽車結構件專用壓鑄鋁合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201810122288.8
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108300917B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 姚杰;呂書林;王春濤;周雄;張繼斌;吳樹森
• 申請（專利權）人: 寧波合力模具科技股份有限公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/03;B22D17/14
• 代理公司: 寧波甬恒專利代理事務所(普通合伙) 33270
• 代理人: 顧賽喜

本發明提供的一種大型復雜汽車結構件專用壓鑄鋁合金及其制備方法，其合金成分按質量分數計為Zn：5.3?6.8％；Mg：3.2?4.6％；Cu：2.5?3.0％；Si：1.6?2.2％；Ti：0.08?0.15％；La/Ce：0.25?0.6％；Mn：0.2?0.3％；Cr：0.2?0.3％，其余為Al以及不可避免的微量雜質元素。按照設計好的合金成分進行合金原料配比，然后對原料進行熔煉，熔煉工藝包括原料的預處理、熔煉、除氣除雜精煉，利用低成本高效率的工藝方法制備得到高性能的零件。

技術領域

本發明涉及金屬材料及其制備技術領域，具體地說，是一種適用于大型復雜汽車結構件專用壓鑄鋁合金材料及其制備方法。

背景技術

鋁合金以其較低的密度、較高的比強度、良好的耐蝕性能以及優良的成形性等諸多優勢被廣泛應用于航空航天工業、民用交通工具、核工業等領域。近年來，為實現汽車的輕量化目標，鋁合金被越來越多地應用到汽車零部件中，高強鋁合金在汽車結構件、大型壓力容器等方面替代鋼的趨勢日漸明顯。隨著汽車工業對鋁合金的需求持續增長，利用高效便利的工藝方法制備性能優異的鋁合金零件受到普遍的關注。例如汽車中許多薄殼類結構件，由于其結構復雜、壁厚較小等特性，多用鈑金焊接、鍛壓等方法制備，以期得到強度較高的薄壁結構件。但是這些方法往往能耗大、工藝復雜，成本較高

汽車用大型復雜結構件，往往壁厚較小。金屬液在充型過程散熱快，容易凝固，并且在壁厚很小的地方存在澆不足的問題。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種大型復雜汽車結構件專用壓鑄鋁合金及其制備方法，其利用低成本高效率的工藝方法制備得到高性能的零件，本發明以Al-Zn-Mg-Cu合金為對象，采用壓鑄成形技術制備薄殼類結構件。

本發明的另一目的在于提供一種大型復雜汽車結構件專用壓鑄鋁合金及其制備方法，其通過設計一種壓鑄鋁合金材料，并利用真空壓鑄成形工藝技術制備大型復雜汽車結構件，使制備得到的零件滿足零件使用的性能要求。

為達到以上目的，本發明采用的技術方案為：一種大型復雜汽車結構件專用壓鑄鋁合金的材料組分按質量百分數計為：5.3-6.8％的Zn、3.2-4.6％的Mg，2.5-3.0％的Cu、1.6-2.2％的Si、0.08-0.15％的Ti、0.25-0.6％的La/Ce、0.2-0.3％的Mn、0.2-0.3％的Cr，其余為Al以及不可避免的微量雜質元素。

根據本發明的一實施例，所述大型復雜汽車結構件專用壓鑄鋁合金的原材料分別為純鋁、純鋅、純鎂以及Al-20％Cu、Al-30％Si、Al-30％Ti、Al-20％Mn、Al-20％Cr中間合金和65％La-35％Ce混合稀土。

一種大型復雜汽車結構件專用壓鑄鋁合金的制備方法，其包括步驟：

a.合金熔煉，將相應質量份的合金原料，放入熔煉爐中進行熔煉，熔煉溫度為760-780℃，原料熔煉完成后，調節熔體溫度至730-750℃，對合金熔體進行除氣除雜的精煉處理；

b.壓鑄成形，將處理后的合金熔體進行低溫澆注，澆入壓射室內，并壓鑄成形得到制件。

根據本發明的一實施例，所述步驟b包括步驟：

b.1超聲處理，將超聲振動器的超聲變幅桿伸入所述壓射室的合金熔液中，直至合金熔液冷卻至半固態區間，合金熔體在液相線下5℃～10℃，制得的半固態漿料固相率為5％～15％；

b.2抽真空，啟動壓射沖頭密封所述壓射室，開啟真空閥對所述壓射室和所述型腔抽真空，保持預設真空度在50～100kPa；

b.3壓鑄成形，通過三級壓射工藝將所述壓射室內的半固態漿料壓入所述型腔中，壓射壓力為60-100MPa，慢壓速度為0.5-0.8m/s，最大壓射速度為5-8m/s。

根據本發明的一實施例，所述步驟(a)包括步驟：