汽车用铸造铝合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102002617A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102002617A(43)申请公布日2011.04.06(21)申请号201010581619.8(22)申请日2010.12.10(71)申请人河北立中有色金属集团有限公司地址071100河北省保定市七一东路948号(72)发明人臧立根甄毅刘永昌郑树波葛素静(74)专利代理机构石家庄新世纪专利商标事务所有限公司13100代理人董金国(51)Int.Cl.C22C21/12(2006.01)C22C1/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称汽车用铸造铝合金及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种汽车用铸造铝合金，该合金材料具有高强高韧性，与201Z.2合金相比，壁厚敏感程度低，与201Z.5和201Z.2合金相比，制造成本降低40％以上。本合金采用99.75％的重熔用铝锭生产，原材料适用范围增加，并可以通过洗炉工艺在非专用熔炉批量生产，适用于多数合金生产企业多品种大批量的生产模式，降低了生产成本。合金原材料使用品位在99.70％以上的重熔用铝锭，并可以通过洗炉工艺进行合金转组在非专用熔炉批量生产。与201Z.5合金相比，严格控制了B含量，通过合理优化合金成分，达到了很好的合金的晶粒细化效果。制备方法降低了合金生产职业危害、改善了作业环境。ACN10267CCNN110200261702002628A权利要求书1/1页1.一种汽车用铸造铝合金，其特征在于合金配方组成以质量分数表示为：Si：≤0.40％、Fe：≤0.30％、Zn：≤0.30％、Mg：≤0.05％、Sn：≤0.01％、Cu：4.6％-5.3％、Mn：0.3％-0.5％、Ti：0.15％-0.35％、V：0.05％0.3％、Zr：0.05％-0.2％、B：0.01％-0.03％，Al余量(补足至100％)。2.一种如权利要求1所述的汽车用铸造铝合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将质量为总用量95％的铝锭、铝锰合金、铝钛合金、铝锆合金、铝钒合金混合，升温至750-820℃熔化；(2)加入已预热至150-300℃的电解铜，电解铜充分熔解；(3)充分搅拌并取样进行过程成分检测、调整至工艺要求；(4)合金液过热至820-850℃，保温10-30min；(5)加入剩余5％且已预热至150-300℃的铝锭，调整温度至730-750℃；(6)加入轧制铝钛硼合金，充分搅拌；(7)通入99.999％高纯氩气精炼，表面撒熔体质量0.5‰-1.5‰的清渣剂，精炼后将浮渣处理干净；(8)静置5-15min；(9)在700-720℃进行铸造，并取试样检测；(10)检测合格后成品包装入库。2CCNN110200261702002628A说明书1/4页汽车用铸造铝合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种汽车用耐高温高强高韧铸造铝合金，属于有色金属合金材料制备技术领域。背景技术[0002]铝合金与钢铁相比具有比强度高、比刚度高、导热性好、耐蚀性好等优点，与钛合金、镁合金相比具有资源储量大、成本低、工艺性能好的优势，因此铝合金已经成为航天航空工业、高速列车、汽车工业以及其他工业领域理想的轻量化材料。有数据统计，到2010年，每辆汽车中的铝合金用量将达到150Kg/辆。应用方向主要是壳体类铸件，应用种类多为共晶或亚共晶铝硅合金。而汽车中的支架类零件大多用球墨铸铁件，材质多为QT400-18、QT400-15、QT450-10、QT500-7(其力学性能以QT450-10为例，即抗拉强度强度≥450Mpa，断后延伸率≥10％)。铝-铜-锰系铝合金是铸造铝合金中强度最高、延伸率最大、且在150-300℃具有较好综合力学性能的铝合金。典型代表有GB/T8733-2007中规定的201Z.2铝合金和201Z.5铝合金，分别相当于GB/T8733-2000中规定的ZLD201A和ZLD205A铝合金的化学成份。GB/T8733-2007中规定的201Z.2合金元素见表1[0003]表1[0004][0005]201Z.2合金的力学性能相当于GB/T1173-1995中规定的ZL210A合金T5状态下抗拉强度≥390Mpa，断后延伸率≥8％，硬度HBS≥100。GB/T8733-2007中规定的201Z.5合金元素见表2[0006]表2[0007]3CCNN110200261702002628A说明书2/4页[0008]201Z.5合金的力学性能相当于GB/T1173-1995中规定的ZL205A合金在T5状态下抗拉强度≥440Mpa，断后延伸率≥7％，硬度HBS≥100。从210Z.5铝合金和球墨铸铁的数据对比可以发现，虽然210Z.5铝合金的力学性能略低于球墨