[發明專利]一種高延展性非熱處理壓鑄鋁合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201811636131.3
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN111378878B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 李遠發;徐濤;樊曉澤;尹偉;陳善榮;宋卓能
• 申請（專利權）人: 嘉豐工業科技（惠州）有限公司
• 主分類號: C22C21/08
• 分類號: C22C21/08;C22C1/03;C22C1/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛;禹小明

一方面，本發明提供了一種高延展性非熱處理壓鑄鋁合金，按照質量百分比計算，包括如下成分：包括如下成分：2%～9%的Mg，0.01～1.0%的Sc，0～1.0%的Si，0～2.0%的Fe，0.1～2.0%的Mn，0～0.5%的Ti以及85.1～97.6%的Al，其中，Fe和Si為雜質元素，該鋁合金材料兼具高延展性及優良的力學性能。另一方面，本發明提供一種稀土鋁合金材料的制備方法，包括依次進行的配料、成分均勻化、熔煉以及壓鑄成型等步驟，彌補了現有技術的空白，有利于實現大規模工業化生產，可用于制造汽車結構件、支架以及車身安全件等，制備而成的鋁合金產品相較于現有的產品，具有明顯的競爭優勢。

技術領域

本發明屬于金屬合金技術領域，具體涉及一種高延展性非熱處理壓鑄鋁合金及其制備方法。

背景技術

鋁合金是一類有色金屬結構材料，其具有密度低、強度高、可塑性好、導電導熱性能優異以及抗蝕的優點，在航空航天、汽車制造、3C產品、船舶以及化學工業中得以廣泛應用。隨著輕量化的發展趨勢，對鋁合金材料的需求日益增加；在汽車制造領域中，整體車身以及配件均采用鋁合金材料是汽車輕量化的發展方向，因而對鋁合金材料的力學性能和鑄造性能提出了更高的要求。

生產車身結構件的材料需要兼具高延展性和良好的力學性能，鋁合金材料的力學性能需滿足：抗拉強度220MPa，屈服強度120MPa，延伸率10%。目前，汽車工業上應用較多的壓鑄鋁合金主要為Al-Si、Al-Si-Cu、Al-Si-Mg、Al-Mg-(Si)等，根據使用條件又可分為熱處理強化和非熱處理強化兩大類。常規壓鑄鋁合金(如ADC12和A380)因在基體組織上存在大量針狀相，易割裂基體、破壞合金整體性，從而降低合金的強度和韌性，尤其延伸率一般不超過2%。國外主要有以SF36為代表的熱處理強化高強韌壓鑄Al-Si合金，以及以Mg59為代表的非熱處理高強韌壓鑄Al-Mg-Si合金，但SF36鋁合金具有工藝難度大、制造成本高、熱處理易發生變形和鼓泡的缺點，Mg59合金具有鑄造性能差、性能厚度效應明顯、合金熔煉易發生燒損的缺點。

因此，迫切需要研發一種兼具高延展性和良好力學性能的鋁合金材料，相較于現有鋁合金材料，具有明顯的競爭優勢。

發明內容

針對現有技術的不足之處，本發明提供了一種高延展性非熱處理壓鑄鋁合金及其制備方法，通過引入Sc元素以改善Al-Mg合金力學性能低、鑄造性能不理想、流動性差的缺點，具有產業化價值。

本發明通過以下技術方案實現目的：一種高延展性非熱處理壓鑄鋁合金，按照質量百分比計算，包括如下成分：2%～9%的Mg，0.01～1.0%的Sc，0～1.0%的Si，0～2.0%的Fe，0.1～2.0%的Mn，0～0.5%的Ti以及85.1～97.6%的Al，其中，Fe和Si為雜質元素。

優選的，按照質量百分比計算，包括如下成分：5.0%的Mg，0.2%的Mn，0.1%的Ti，0.02%的Sc以及94.1%的Al，并且Fe的含量低于0.4%，Si的含量低于0.1%。

本發明的高延展性非熱處理壓鑄鋁合金制備方法，具體包括如下步驟：

S1、按照質量百分比配制各個原料；

S2、對各個原料進行前處理，并預熱去除濕氣；

S3、將配制好的Al料裝入熔煉裝置中，加熱升溫熔煉；

S4、當步驟S3升溫至680～700℃時加入Mn料，充分攪拌混合均勻得到熔體A；

S5、熔煉裝置升溫至760℃以上時，熔煉裝置升溫至760℃以上時，向熔體A中加入Sc料或Sc料和Ti料，并充分攪拌混合均勻得到熔體B，然后對熔煉裝置停止加熱，并充分攪拌混合均勻得到熔體B，然后對熔煉裝置停止加熱；

S6、當熔煉裝置降溫至720℃以下時，向熔體B中加入Mg料，并充分攪拌混合均勻得到合金熔液；