[發明專利]一種薄壁結構件鑄造用高性能鋁合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202010073822.8
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111254325B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 郭軍輝;葉艷平;趙玉兵;劉釗;馬洪友
• 申請（專利權）人: 保定隆達鋁業有限公司;隆達鋁業（順平）有限公司;廣東隆達鋁業有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/02;C22C1/06;B22D21/00;C22F1/043
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 張海青

本發明公開了一種薄壁結構件鑄造用高性能鋁合金及其制備方法，所述鋁合金由以下重量百分含量的組分組成：Si9.5?11.0％、Fe≤0.15％、Mg0.26?0.35％、Zn≤0.05％、Mn0.5?0.6％、Cu≤0.03％、Ti0.05?0.15％、Ca≤0.002％、Na≤0.002％、P≤0.002％、Sb≤0.005％、Sr0.010?0.025％、Cd≤0.01％、Li≤0.001％，余量為Al，本發明在成分設計、材料選用、凈化處理、澆鑄工藝等方面進行設計和研究，提供了一種抗拉強度≥220MPa、屈服強度≥130MPa、伸長率≥6.0％，可滿足汽車減震塔生產需求的鋁合金。

技術領域

本發明涉及鋁合金技術領域，特別是涉及一種薄壁結構件鑄造用高性能鋁合金及其制備方法。

背景技術

隨著環保和節能的需求，汽車輕量化設計已經成為世界汽車發展的潮流。汽車輕量化的發展，離不開材料、成型技術、設備、結構設計等相關領域的發展。其中結構件壓鑄工藝及結構件用材料制造技術是汽車輕量化發展的關鍵。

高性能鋁合金結構件材料，因其制作難度大、技術含量高，長久以來，國內結構件用鋁合金材料一直依賴于進口，被德國萊茵菲爾德鋁業壟斷，使得制造成本和使用成本始終居高不下，限制了該類材料在普通車型上的廣泛應用和推廣。

該類材料主要應用于汽車減震塔結構件的生產，汽車用減震塔部件屬于車身結構件中較為復雜的大型薄殼鋁合金壓鑄件，是安裝在汽車減震器上的頂部金屬結構件，用于吸收頂部沖擊，同時要承受來自減震器彈簧的作用力。減震塔鑄件根據安裝位置的不同，可分為前減震塔和后減震塔。整體呈現弧形，且在造型上存在較多縱橫交錯的加強筋和肋片，同時也存在局部的圓臺特征，這些都對壓鑄過程中的金屬液順序充型造成了困難，也不利于這些圓臺筋肋結構中的空氣與氧化渣的順利排出。

提供一種結構件用鋁合金材料的制備方法，可突破產業化推廣技術瓶頸，從而促進高性能結構件用鋁合金材料的國產化生產，對推動汽車輕量化發展具有重大意義。

發明內容

針對汽車減震塔薄壁多筋、成型困難、韌性要求較高的特點，為滿足其要求，本發明在成分設計、材料選用、凈化處理、澆鑄工藝等方面進行設計和研究，提供了一種具有良好的鑄造性能和充型能力、較好的延展性、良好的機械加工性、較好的耐腐蝕性、較好的焊接性，且鑄造時易于脫模的薄壁結構件鑄造用高性能鋁合金。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

技術方案一：

本發明提供一種薄壁結構件鑄造用高性能鋁合金，由以下重量百分含量的組分組成：Si9.5-11.0％、Fe≤0.15％、Mg0.26-0.35％、Zn≤0.05％、Mn0.5-0.6％、Cu≤0.03％、Ti0.05-0.15％、Ca≤0.002％、Na≤0.002％、P≤0.002％、Sb≤0.005％、Sr0.010-0.025％、Cd≤0.01％、Li≤0.001％，余量為Al。

優選的，所述Al、Si和Mg選用純凈度較高的電解鋁、工業硅和原生鎂錠材料。

優選的，為保證雜質Fe、Ca、P等元素盡可能少的帶入，材料選用如下：

技術方案二：

本發明提供一種所述的薄壁結構件鑄造用高性能鋁合金的制備方法，包括以下步驟：爐內除渣包括在750±10℃時，加入清渣劑。

優選的，清渣劑的加入量為總投料量的1.25±0.25‰，澆鑄前將除氣箱預熱至400-500℃，澆壺烘烤10-15min，模具預熱至30-50℃，澆鑄溫度720±10℃，澆鑄速率40-50HZ。

優選的，所述清渣劑的加入方式為以氮氣為載體噴吹入鋁液內部，然后攪拌、扒渣，可以最大程度去除鋁液內的夾雜物。