[發明專利]一種汽車結構件用高強度、高韌性壓鑄鋁合金及其制備方法以及應用

在審

• 申請號: 202011123644.1
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112176231A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 張俊超;鐘鼓;邱楚;路通;李虎田;周玉立
• 申請（專利權）人: 蘇州有色金屬研究院有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/03;B62D29/00;F16F15/02
• 代理公司: 鄭州中科鼎佳專利代理事務所(特殊普通合伙) 41151
• 代理人: 蔡佳寧

本發明公開了一種汽車結構件用高強度、高韌性壓鑄鋁合金及其制備方法以及應用。一種汽車結構件用高強度、高韌性壓鑄鋁合金，組分包括：Si8.0%?12.0%、Mn0.4%?1.2%、Mg0.1%?0.6%、Sr0.01%?0.2%，Fe0.005%?0.25%，0.005%?0.2%的Sc，余量為Al和不可避免的微量雜質，其中，微量雜質中的單個元素含量≤0.1%，微量雜質總量≤0.3%，其應用于汽車受力結構件，包括副車架、減震器支座。能夠在較低的成本下，得到比傳統的鋁合金壓鑄材料以及主流Silafont36鋁合金更為優異的力學性能，其屈服強度、抗拉強度、伸長率均表現優異，利于汽車工業以較低成本獲得較高性能，利于汽車的輕量化。

技術領域

本發明屬于車用鋁合金技術領域，具體涉及一種汽車結構件用高強度、高韌性壓鑄鋁合金及其制備方法以及應用。

背景技術

汽車中的結構件如副車架、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。這類結構件通常具有復雜薄壁、尺寸較大等特征。由于在行駛中要保證汽車可靠的安全性，因此這些受力結構件要求高強度尤其是屈服強度及優良的伸長率。傳統的汽車結構件大多采用鋼質材料，通過沖壓、鍛造、焊接、鉚接等工藝生產。在汽車市場中，競爭越來越激烈，目前各汽車公司都在向高質量、高可靠性、重量輕、節能、低成本方向發展，尤其隨著新能源汽車的快速發展，在材料方面表現為輕量化，用鋁合金代替部分鋼鐵件，并采用壓鑄成型工藝來代替傳統的工藝，已達到其目標。

壓鑄成型工藝具有生產效率高、尺寸精度高、力學性能優良、材料利用率高、經濟指標優良等優點，現已成為我國鑄造業中的一個重要組成部分。鋁硅合金具有良好的成形性能，通過壓鑄工藝可以制造復雜薄壁的零件，在汽車工業得到了廣泛的應用，其已經成為汽車輕量化的重要支撐。

但是傳統壓鑄生產的鋁、鎂合金鑄件內部氣孔多，無法進行固溶時效處理或焊接成形，也不能進行過多的機加工?，F有常用的Al-Si-Cu系壓鑄鋁合金均不屬于高強度、高韌性的壓鑄鋁合金材料，而常用的Al-Si-Mg系及Al-Mg系高強韌鑄造鋁合金的鑄造性能較差，無法同時滿足復雜薄壁、高強度、高韌性、抗沖擊等汽車受力結構件的要求，因此傳統壓鑄鋁合金件在汽車受力結構件上的應用受到嚴重限制?，F在的普通壓鑄鋁合金多為A380、ADC12，而汽車結構件則常用進口的Sialfont-36鋁合金壓鑄件

申請號為CN201711419201.5的發明專利公開了一種高強度壓鑄鋁合金及其制備方法和應用。該技術方案中，鋁合金含有以下元素：Si 7-11%、Cu 2.5-4%、Mg 0.6-2%、Mn 0.1-1%、Fe 0.5-1.2%、Ni 0.1-0.5%、添加元素 0.01-0.4%，余量為Al和不可避免的雜質，其中，所述的添加元素為Sr和Er，而將鋁合金原料進行熔煉，冷卻后得到一種高強度壓鑄鋁合金。根據測試結果，其屈服強度在251-289MPa，拉伸強度在300-357MPa，延伸率在1.11-1.45%，其實質上傾向于材料剛性，而其延伸率較低，表明其韌性較低，這使得其適用于電子產品殼體中，但是每當用于汽車工業上時，應當同時具有較好的剛性和韌性。