[發明專利]用于壓鑄的鋁合金

在審

• 申請號: 201980053078.0
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號: CN112567059A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: S·帕拉尼維爾;C·庫曼;J·R·斯塔克基;E·菲利普;P·愛德華茲
• 申請（專利權）人: 特斯拉公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 黃倩

描述了一種高性能壓鑄鋁合金，其中鋁合金的特征在于：具有高屈服強度和高導電性，并且在壓鑄時還具有高流動性和低熱裂敏感性。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年8月2日提交的標題為“HIGH PERFORMANCE ALUMINUM ALLOYSWITH ENHANCED CASTABILITY FOR DIE CASTING”的美國臨時專利申請號62/713,805的優先權，其申請內容通過引用整體并入本文。

技術領域

本發明涉及鋁合金。更具體地說，本發明涉及用于包括汽車部件的高性能應用的具有高強度、增強的導電性和改進的鑄造性的鋁合金。

背景技術

商用鑄造鋁合金屬于兩種類別之一——或者具有高屈服強度或者具有高導電性。例如，A356鋁合金的屈服強度大于175MPa，但導電性約為40％IACS。相反地，100.1鋁合金的導電性大于48％IACS，但屈服強度小于50MPa。對于某些應用，例如，電動交通工具內的部件(如轉子或逆變器)需要高強度和高導電性。此外，由于需要通過鑄造工藝形成這些電動交通工具部件，因此不能使用鍛造合金。相反，需要通過鑄造工藝形成部件，使得可以快速可靠地鑄造部件，諸如通過低壓和高速金屬注射或高壓壓鑄工藝。在鑄造后，適當的合金必須保持其足夠的特性以滿足必要的應用。合金的鑄造性差通常導致觀察到的熱裂，并可能導致填充問題，這通常會降低端部鑄造部件的機械和電氣性能。

可能需要生產具有高屈服強度的鑄造鋁合金，使得合金不會輕易發生故障，同時還包含用于各種應用的足夠的導電性，而不會經歷顯著的熱裂。

發明內容

本文描述了可鑄造的鋁合金。所公開的鋁合金的實施例具有高屈服強度、高擠壓速度、高導電性和/或高導熱性。在一些實施例中，該合金可以在鑄態狀態下使用，這允許在不進行額外和后續的固溶熱處理的情況下進行處理，并且不損害鋁合金提供高屈服強度的能力。在一個實施例中，鋁合金被設計為與鑄造技術一起使用以形成產品。在一些實施例中，使用了壓鑄，但是還可以使用砂型鑄造(濕砂和干砂)、永久型鑄造、石膏鑄造、熔模鑄造、連續鑄造或任何其他鑄造技術。

在一些實施例中，鋁合金包括4.0wt％至6wt％的鎳(Ni)，剩余wt％為鋁(Al)和附帶雜質。在各種實施例中，鋁合金包括4.0wt％至6wt％的鎳(Ni)、0.2wt％至0.8wt％的鐵(Fe)、0.01wt％至0.1wt％的鈦(Ti)，剩余wt％為鋁(Al)和附帶雜質。在一些實施例中，合金包含5wt％至5.5wt％的鎳。在一些實施例中，電機(諸如電動機)包括所述合金。在一些實施例中，電機包括包含所述合金的轉子。在一些實施例中，轉子由包括4.3wt％至6wt％的Ni的合金制成。在其它實施例中，轉子由包括5wt％至5.5wt％的Ni的合金制成。在其它實施例中，合金的屈服強度大于90MPa。在一些實施例中，合金的導電性大于46％IACS。在其它實施例中，合金的導電性大于48％IACS。在一個實施例中，合金的導電性介于約46％IACS至55％IACS之間。在一個實施例中，根據T5工藝處理鋁合金。在一些實施例中，鋁合金用于通過鑄造或相關工藝形成制品或產品。

一方面，描述了鑄造鋁合金。合金包括4.0wt％至6wt％的Ni，剩余wt％為Al和附帶雜質。合金進一步具有至少約90MPa的屈服強度和至少約48％IACS的導電性。

在一些實施例中，合金進一步包括0.2wt％至0.8wt％的Fe。在一些實施例中，合金包含約0.3wt％的Fe。在一些實施例中，合金進一步包括0.01wt％至0.1wt％的Ti。在一些實施例中，合金包括約0.03wt％的Ti。在一些實施例中，合金包括4.3wt％至6wt％的Ni。在一些實施例中，合金包括5wt％至5.5wt％的Ni。在一些實施例中，合金包括約5.3wt％的Ni。在一些實施例中，合金包括約5.1wt％的Ni。在一些實施例中，合金包括約5.3wt％的Ni、約0.3wt％的Fe和約0.03wt％的Ti。