[發明專利]一種高延伸率壓鑄鋁合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202110020322.2
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112626390B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 宋成猛
• 申請（專利權）人: 重慶慧鼎華創信息科技有限公司;上海交通大學重慶研究院
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/02;C22F1/043
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 劉楨

本發明公開了一種高延伸率壓鑄鋁合金及其制備方法，所述鋁合金按照質量百分比計算，包括如下組分：Si為9.0%~11.0%；Mn為0.1%~1.0%；Sr為0.01%~0.1%；RE為0.01~1.0%；雜質元素總和小于0.15%；余量為Al。本發明所述鋁合金在壓鑄狀態下延伸率較高，可以有效降低后續熱處理的溫度，避免了壓鑄件在熱處理過程中出現變形、起泡等質量問題，大大降低了壓鑄工藝難度，提升了熱處理后產品質量，降低了因熱處理造成的成本損失。

技術領域

本發明涉及鋁合金材料技術領域，具體涉及一種高延伸率壓鑄鋁合金及其制備方法。

背景技術

當前，3C產品、汽車通訊電子等領域均面臨著日益增加的輕量化壓力。特別是新能源汽車行業的興起，汽車行業面臨輕量化的壓力越來越大。鋁合金具有良好的綜合性能，其密度小、強度高、導電導熱性好、加工簡單等優點較好地滿足了產品結構及散熱要求，因此被廣泛應用于汽車、電子及通訊等領域。

壓鑄成型工藝相較于擠壓、鍛造、沖壓等成型工藝具有較低的生產成本，作為一種高速、高壓的近終成型工藝，壓鑄成型還具有生產效率高、尺寸精度高、力學性能優異、可以成型形狀復雜和輪廓清晰的薄壁深腔鑄件等特點，特別適合于汽車結構件的集成化設計和一體成型，還大大降低了制造成本。

目前，以特斯拉為代表的汽車制造企業對用于壓鑄生產汽車結構件的鋁合金材料性能要求較高，其中，鋁合金材料的屈服強度要大于120MPa，抗拉強度要大于180MPa，延伸率要大于12%，現有技術只有使用德國萊恩鋁業公司的Silafont-36（AlSi10MgMn）鋁合金材料，并通過T6/T7熱處理才能滿足其要求。

而Silafont-36（AlSi10MgMn）鋁合金材料在性能上存在不足：1）壓鑄狀態下該材料的塑性不足，比較低，屈服強度和抗拉強度雖然能達到要求，但延伸率僅為3%~6%；2）而為了使延伸率達到12%以上的要求，必須采用T6/T7熱處理工藝，這就要求壓鑄工藝必須采用高真空工藝，而在熱處理過程中該材料極易起泡，并且固溶處理的溫度較高，產品容易出現變形等質量問題，使得處理后的產品合格率較低，造成成本的嚴重損失。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的在于提供一種高延伸率壓鑄鋁合金及其制備方法，以解決現有技術鋁合金材料在熱處理過程中易起泡、變形、合格率較低的問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種高延伸率壓鑄鋁合金，所述鋁合金按照質量百分比計算，包括如下組分：

Si為9.0%~11.0%；Mn為0.1%~1.0%；Sr為0.01%~0.1%；RE為0.01~1.0%；雜質元素總和小于0.15%；余量為Al。

優選地，所述鋁合金按照質量百分比計算，包括如下組分：Si為9.5%~10.3%；Mn為0.4%~0.9%；Sr為0.02%~0.1%；RE為0.1~0.5%；雜質元素總和小于0.15%；余量為Al。

優選地，還包括Cu、Zn、Fe、Mg、Ni，其單個元素質量分數均小于0.1%。

一種高延伸率壓鑄鋁合金的制備方法，制備如本發明所述高延伸率壓鑄鋁合金，包括以下步驟：

（1）原料準備：按所述質量百分比，定量配置好原料；

（2）熔化：將Al熔化后，升溫至730℃～750℃，加入Si、Mn熔化，攪拌均勻，得到熔體I；降溫至700℃，加入Sr熔化，得到熔體II；靜置15~40分鐘；

（3）合金錠制備：將所述熔體II降溫至660℃~720℃，撈凈表面浮渣后，澆筑成錠，得到壓鑄鋁合金錠；

（4）壓鑄：將所述壓鑄鋁合金錠重熔后，保溫在660℃~680℃進行壓鑄；