[發明專利]制造鋁合金構件的方法

在審

• 申請號: 201910149609.8
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN110273091A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 橫田祐介;渡邊浩庸;菊池亮;川原博;巖田靖;八百川盾;日比加瑞馬
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: C22C21/18
• 分類號: C22C21/18;C22C21/02;C22F1/057;C22F1/043
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 楊海榮;穆德駿

本公開內容提供一種能夠抑制鋁合金構件的延展性劣化的制造鋁合金構件的方法。在所述制造鋁合金構件的方法中，使用鋁合金鑄造材料，所述鋁合金鑄造材料含有2.0質量％至5.5質量％的Cu和4.0質量％至7.0質量％的Si，其中Mg的含量為0.5質量％以下，Zn的含量為1.0質量％以下，Fe的含量為1.0質量％以下，Mn的含量為0.5質量％以下，且余量由Al和不可避免的雜質構成。所述制造鋁合金構件的方法包括將所述鋁合金鑄造材料加熱并保持在固液共存溫度區域內的加熱保持步驟；以及在執行所述加熱保持步驟之后快速冷卻所述鋁合金鑄造材料的淬火步驟。

技術領域

本公開內容涉及一種制造鋁合金構件的方法。

背景技術

制造鋁合金構件的方法是已知的，其中由含Si的鋁合金制成的鑄件在加壓環境下被加熱并保持在固液共存溫度區域，然后淬火。所述方法在日本特開2017-155288號公報中公開。

發明內容

本公開內容的發明人已經發現了以下問題。圖20是根據本公開內容要解決的問題的制造鋁合金構件的方法的溫度圖(chart)。橫軸指示時間t，縱軸指示溫度T，并且還顯示工序與時間t之間的對應關系。

如圖20所示，在上述制造鋁合金構件的方法的一個實例中，執行爐冷卻工序，其中在加熱保持鑄件之后且在淬火之前，將鑄件在爐中冷卻至低于液相出現溫度T_S的預定溫度T_S-ΔT。應當注意，由于在該爐冷卻工序中鑄件的冷卻速率緩慢，因此在鋁合金構件的金屬結構中，含Si的析出物可能粗化，可能從球形變為塊狀，例如大致回轉橢圓體狀、大致橢圓體狀等，并且可能發生初晶Al的粒度的粗化。在這種情況下存在如下的可能性，特別地，在含有Si的析出物中可能發生解理(cleavage)，從而鋁合金構件的延展性降低。

本公開內容抑制鋁合金構件的延展性劣化。

第一示例性方面是一種使用鋁合金鑄造材料制造鋁合金構件的方法，所述鋁合金鑄造材料包含2.0質量％至5.5質量％的Cu和4.0質量％至7.0質量％的Si，其中Mg的含量為0.5質量％以下，Zn的含量為1.0質量％以下，Fe的含量為1.0質量％以下，Mn的含量為0.5質量％以下，并且余量由Al和不可避免的雜質構成，并且所述制造鋁合金構件的方法包括：將所述鋁合金鑄造材料加熱并保持在固液共存溫度區域內的加熱保持步驟；以及在執行所述加熱保持步驟之后快速冷卻所述鋁合金鑄造材料的淬火步驟，其中在加熱保持步驟與淬火步驟之間的淬火準備步驟中，所述鋁合金鑄造材料以3℃/分鐘以上的冷卻速率從固液共存溫度區域快速冷卻到低于液相出現溫度的預定溫度。

利用這種結構，在鑄造時結晶的共晶Si被分割而球化，并且能夠抑制后續的聚結和生長。因此，共晶Si粗化，并且以塊狀如大致回轉橢圓體狀、大致橢圓體狀等析出，從而防止解理容易地發生。因此，能夠抑制鋁合金構件的延展性劣化。

另外，在加熱保持步驟及淬火準備步驟中，可以將鋁合金鑄造材料放置在加壓爐內，從而處于加壓環境下。

利用這種結構，在加熱保持步驟中，能夠在施加壓縮應力的同時加熱鋁合金鑄造材料。同樣，在淬火準備步驟中，能夠在施加壓縮應力的同時冷卻鋁合金鑄造材料。因此，可以穩定地破壞可能包含在鋁合金鑄造材料內部的氣孔和空隙。因此，能夠抑制鋁合金構件的延展性劣化。

另外，在加壓爐內部設置有噴嘴，并且在淬火準備步驟中，可以從噴嘴噴射冷卻氣體介質或霧(mist)從而快速冷卻鋁合金鑄造材料。

利用這種結構，冷卻氣體介質除去鋁合金鑄造材料的熱，或者霧與鋁合金鑄造材料接觸并氣化而將熱除去。因此，鋁合金鑄造材料能夠在置于加壓環境下的同時冷卻。

另外，在加壓爐內部設置有接觸所述鋁合金鑄造材料的接觸部，所述接觸部具有與鋁合金鑄造材料的形狀相符的形狀，在所述接觸部內部設置有流路，并且在淬火準備步驟中，可以通過使冷卻介質流過流路而將鋁合金鑄造材料快速冷卻。