[發(fā)明專利]一種汽車結(jié)構(gòu)件用高力學(xué)性能、高流動(dòng)性壓鑄鋁合金及其制備方法以及應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011123616.X
• 申請(qǐng)日: 2020-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN112126828A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張俊超;鐘鼓;邱楚;路通;李虎田;周玉立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州有色金屬研究院有限公司
• 主分類號(hào): C22C21/04
• 分類號(hào): C22C21/04;C22C1/03
• 代理公司: 鄭州中科鼎佳專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41151
• 代理人: 蔡佳寧

本發(fā)明公開了一種汽車結(jié)構(gòu)件用高力學(xué)性能、高流動(dòng)性壓鑄鋁合金及其制備方法以及應(yīng)用。一種汽車結(jié)構(gòu)件用高力學(xué)性能、高流動(dòng)性壓鑄鋁合金，組分包括：Si8.0%?12.0%、Mn0.4%?1.2%、Mg0.1%?0.6%、Sr0.01%?0.2%、Fe0.005%?0.25%、Ni0.1%?1.5%，余量為Al和不可避免的微量雜質(zhì)，其中，微量雜質(zhì)中的單個(gè)元素含量≤0.1%，微量雜質(zhì)總量≤0.3%。其應(yīng)用于汽車受力結(jié)構(gòu)件，包括副車架、減震器支座。能夠均衡地提升抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率，整體表現(xiàn)較為全面，鑄造性能好，與ADC12流動(dòng)性相當(dāng)，利于鑄造，可以在現(xiàn)有壓鑄生產(chǎn)線上快速投產(chǎn)，無需大量投資，利于汽車工業(yè)發(fā)展。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于車用鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車結(jié)構(gòu)件用高力學(xué)性能、高流動(dòng)性壓鑄鋁合金及其制備方法以及應(yīng)用。

背景技術(shù)

汽車中的結(jié)構(gòu)件如副車架、減震器支座、后蓋框架、A/B柱等為承載受力件，與汽車安全性密切相關(guān)。這類結(jié)構(gòu)件通常具有復(fù)雜薄壁、尺寸較大等特征。由于在行駛中要保證汽車可靠的安全性，因此這些受力結(jié)構(gòu)件要求高強(qiáng)度尤其是屈服強(qiáng)度及優(yōu)良的伸長(zhǎng)率。傳統(tǒng)的汽車結(jié)構(gòu)件大多采用鋼質(zhì)材料，通過沖壓、鍛造、焊接、鉚接等工藝生產(chǎn)。在汽車市場(chǎng)中，競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，目前各汽車公司都在向高質(zhì)量、高可靠性、重量輕、節(jié)能、低成本方向發(fā)展，尤其隨著新能源汽車的快速發(fā)展，在材料方面表現(xiàn)為輕量化，用鋁合金代替部分鋼鐵件，并采用壓鑄成型工藝來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工藝，已達(dá)到其目標(biāo)。

壓鑄成型工藝具有生產(chǎn)效率高、尺寸精度高、力學(xué)性能優(yōu)良、材料利用率高、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為我國(guó)鑄造業(yè)中的一個(gè)重要組成部分。鋁硅合金具有良好的成形性能，通過壓鑄工藝可以制造復(fù)雜薄壁的零件，在汽車工業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，其已經(jīng)成為汽車輕量化的重要支撐。

但是傳統(tǒng)壓鑄生產(chǎn)的鋁、鎂合金鑄件內(nèi)部氣孔多，無法進(jìn)行固溶時(shí)效處理或焊接成形，也不能進(jìn)行過多的機(jī)加工。現(xiàn)有常用的Al-Si-Cu系壓鑄鋁合金均不屬于高強(qiáng)度、高韌性的壓鑄鋁合金材料，而常用的Al-Si-Mg系及Al-Mg系高強(qiáng)韌鑄造鋁合金的流動(dòng)性能較差，很難適用大尺寸、復(fù)雜薄壁特征的車身結(jié)構(gòu)件，因此，為保障汽車輕量化的順利發(fā)展，亟需開發(fā)新型的滿足高強(qiáng)、高韌要求的汽車結(jié)構(gòu)件用高力學(xué)性能和高流動(dòng)性能壓鑄鋁合金。

現(xiàn)在的普通壓鑄鋁合金多為A380、ADC12，而汽車結(jié)構(gòu)件則常用進(jìn)口的Sialfont-36鋁合金壓鑄件。其中ADC12鋁合金為公認(rèn)的流動(dòng)性較好的鋁合金，但是，其抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度以及延伸率仍然無法整體提升。事實(shí)上，目前，仍然沒有成本較低，工藝簡(jiǎn)單的產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)將抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率較為平衡地提升。

申請(qǐng)?zhí)枮?02010352748.3的發(fā)明專利公開了一種高強(qiáng)度鋁合金及其制造方法，其是首先熔煉鋁合金熔液，其中:Zn8.63-8.80%，Mg2.14-2.28%，Cu2.23-2.29%，Cr0.17-0.28%，0.68-0.77%Mn，0.14-0.25%V，0.25-0.34%Zr，0.19-0.26%Sc，0.14-0.20%Ti，0.028-0.047%B，余量為Al和不可避免的雜質(zhì)元素；將鋁合金熔液送入澆包，用喂絲機(jī)將直徑3.0-3.5mm的多元合金線送入到澆包內(nèi)鋁合金熔液中，在714-722℃時(shí)，澆入金屬鑄型，隨后冷卻，在加熱，進(jìn)行熱鍛加工，加熱保溫，降溫再重新加熱，保溫，獲得高強(qiáng)度鋁合金。盡管該技術(shù)方案得到的產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度大于1060MPa，延伸率大于10%，但是其工藝該技術(shù)方案的工藝繁瑣，不易操作，還需要另行添加多元合金線進(jìn)入鋁合金熔液中，成本仍然較高，另外根據(jù)實(shí)施例來看，其延伸率范圍應(yīng)當(dāng)是在10%-11%，經(jīng)過復(fù)雜的處理，其延伸率仍沿不夠理想。