本發(fā)明涉及壓鑄領(lǐng)域，更具體地，涉及一種汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件及其制備方法。

背景技術(shù)：

由于鋁合金的低密度、柔性地強(qiáng)度設(shè)計(jì)、鑄造性、切削性、耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，適用于鑄造汽車零配件。在汽車制造中，由于連接底盤到其他臨近部件需要支撐，所以此類零件對(duì)綜合機(jī)械性能要求很高。在汽車高頻振動(dòng)下，底盤產(chǎn)品應(yīng)力和機(jī)械性能要達(dá)到很高的水平，以免零件裂紋或直接斷裂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述已有技術(shù)中需要達(dá)到的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提供一種汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

根據(jù)本發(fā)明提供一種汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件，由以下重量百分比的組分組成：硅8.0-11.0％，鐵≤1.4％，銅2.0-4.0％，鎂≤0.65％，鋅≤1.3％，鉻≤0.20％，鎳≤0.60％，錫≤0.35％，鈦≤0.30％，鉛≤0.45％，錳≤0.75％，余量為鋁。

優(yōu)選地，由以下重量百分比的組分組成：硅8.0-11.0％，鐵0.5-1.3％，銅2.0-4.0％，鎂≤0.65％，鋅≤1.3％，鉻≤0.20％，鎳≤0.60％，錫≤0.35％，鈦≤0.30％，鉛≤0.45％，錳≤0.75％，余量為鋁。

優(yōu)選地，由以下重量百分比的組分組成：硅8.5-10.5％，鐵0.5-1.3％，銅2.5-3.5％，鎂0.05-0.65％，鋅1.0-1.3％，鉻0.05-0.20％，鎳0.05-0.60％，錫0.10-0.35％，鈦0.15-0.30％，鉛0.15-0.45％，錳0.2-0.75％，余量為鋁。

優(yōu)選地，由以下重量百分比的組分組成：硅10.5％，鐵1.3％，銅3％，鎂0.65％，鋅1.3％，鉻0.20％，鎳0.60％，錫0.35％，鈦0.30％，鉛0.45％，錳0.75％，余量為鋁。

優(yōu)選地，由以下重量百分比的組分組成：硅8.0％，鐵0.5％，銅2.0％，鎂0.25％，鋅0.2％，鉻0.07％，鎳0.20％，錫0.20％，鈦0.10％，鉛0.20％，錳0.35％，余量為鋁。

優(yōu)選地，由以下重量百分比的組分組成：硅11.0％，鐵1.3％，銅4.0％，鎂0.55％，鋅1.3％，鉻0.15％，鎳0.55％，錫0.35％，鈦0.30％，鉛0.45％，錳0.75％，余量為鋁。

優(yōu)選地，由以下重量百分比的組分組成：硅9.0％，鐵1.3％，銅3.0％，鎂0.35％，鋅1.2％，鉻0.15％，鎳0.45％，錫0.35％，鈦0.25％，鉛0.22％，錳0.65％，余量為鋁。

本發(fā)明還提供一種如上所述的汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件的制備方法，包括以下步驟：

1)將熔煉爐加熱升溫至600℃以上，按照配比重量將硅、鐵、銅、鎂、鋅、鉻、鎳、錫、鈦、鉛、錳和鋁加入到爐膛內(nèi)，每一小時(shí)對(duì)混合物料攪拌一次。

2)繼續(xù)加熱上述混合物料，待混合物料的溫度上升至720℃±10℃時(shí)，加入用量為混合物料的0.1％-0.8％的精煉劑進(jìn)行精煉，用鐘罩將精煉劑壓入混合物料液體中進(jìn)行圓周攪拌5-15分鐘，然后加入0.3％的變質(zhì)劑，采用99.99％的氬氣進(jìn)行除氣操作3～15分鐘，靜止10～15分鐘準(zhǔn)備壓鑄；

3)將模具固定在壓鑄機(jī)的動(dòng)定模板上，將模具預(yù)熱至160～250℃，在模具型腔內(nèi)均勻噴上一層水基涂料，涂型厚度為0.005～0.008mm，加熱并保持模具溫度為120-180℃；

4)將步驟3)處理完成的混合物料液體壓入模具內(nèi)，壓射取出零件后，進(jìn)行180℃的時(shí)效處理，經(jīng)過10小時(shí)處理制得所需的汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件半成品；

5)將步驟4)中的到的半成品冷卻后進(jìn)行切邊、X探傷、拋丸、加工ECM去毛刺、進(jìn)行終清洗烘干和最終檢驗(yàn)，得到產(chǎn)品。

本發(fā)明的汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件改善了原有薄壁支架類產(chǎn)品應(yīng)力集中，產(chǎn)品容易產(chǎn)生裂紋的產(chǎn)品缺陷，韌性可以達(dá)到190Mpa以上，延伸率達(dá)到5％以上，遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品的延伸率(一般通常在2％左右)因此，本發(fā)明的汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件具有良好的市場(chǎng)前景。

本發(fā)明制備方法中通過對(duì)鋁合金變質(zhì)處理，細(xì)化晶粒，使得產(chǎn)品綜合機(jī)械性能比普通方式提高20％以上；鋁液中增加合金元素，使得延伸率大大提高到5％。

本發(fā)明的汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品進(jìn)過低溫人工時(shí)效，應(yīng)力完全去除，降低高頻率下裂紋。

本發(fā)明的汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件對(duì)鋁合金成分進(jìn)行嚴(yán)格控制，Mn和Mg的含量比例進(jìn)行單獨(dú)配比，以提高機(jī)械性能。

本發(fā)明的制備方法中人工時(shí)效溫度控制在180℃，經(jīng)過10小時(shí)處理，應(yīng)力完全去除，同時(shí)提高產(chǎn)品綜合性能。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件，由以下重量百分比的組分組成：硅10.5％，鐵1.3％，銅3％，鎂0.65％，鋅1.3％，鉻0.20％，鎳0.60％，錫0.35％，鈦0.30％，鉛0.45％，錳0.75％，余量為鋁。

將熔煉爐加熱升溫至600℃以上，按照上述配比重量將硅、鐵、銅、鎂、鋅、鉻、鎳、錫、鈦、鉛、錳和鋁加入到爐膛內(nèi)，每一小時(shí)對(duì)混合物料攪拌一次；繼續(xù)加熱上述混合物料，待混合物料的溫度上升至720℃±10℃時(shí)，加入用量為混合物料的0.1％-0.8％的精煉劑進(jìn)行精煉，用鐘罩將精煉劑壓入混合物料液體中進(jìn)行圓周攪拌5-15分鐘，然后加入0.3％的變質(zhì)劑，采用99.99％的氬氣進(jìn)行除氣操作3～15分鐘，靜止10～15分鐘準(zhǔn)備壓鑄；將模具固定在壓鑄機(jī)的動(dòng)定模板上，將模具預(yù)熱至160～250℃，在模具型腔內(nèi)均勻噴上一層水基涂料，涂型厚度為0.005～0.008mm，加熱并保持模具溫度為120-180℃；將處理完成的混合物料液體壓入模具內(nèi)，壓射取出零件后，進(jìn)行180℃的時(shí)效處理，經(jīng)過10小時(shí)處理制得所需的汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件半成品；將半成品冷卻后進(jìn)行切邊、X探傷、拋丸、加工ECM去毛刺、進(jìn)行終清洗烘干和最終檢驗(yàn)，得到產(chǎn)品。

與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，本發(fā)明的汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件的產(chǎn)品耐久性好，使用次數(shù)大于300萬(wàn)次；延伸率為6％，產(chǎn)品高頻率震動(dòng)無裂紋，屈服強(qiáng)度210Mpa，使得產(chǎn)品綜合機(jī)械性能比普通方式提高20％以上。

實(shí)施例2

在本實(shí)施例中，汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件，由以下重量百分比的組分組成：硅8.0％，鐵0.5％，銅2.0％，鎂0.25％，鋅0.2％，鉻0.07％，鎳0.20％，錫0.20％，鈦0.10％，鉛0.20％，錳0.35％，余量為鋁。

上述汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件通過與實(shí)施例1相同的方法得到。

與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，本發(fā)明的汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件的產(chǎn)品耐久性好，使用次數(shù)大于300萬(wàn)次；延伸率為5％，產(chǎn)品高頻率震動(dòng)無裂紋，屈服強(qiáng)度200Mpa，使得產(chǎn)品綜合機(jī)械性能比普通方式提高20％以上。

實(shí)施例3

在本實(shí)施例中，汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件，由以下重量百分比的組分組成：硅11.0％，鐵1.3％，銅4.0％，鎂0.55％，鋅1.3％，鉻0.15％，鎳0.55％，錫0.35％，鈦0.30％，鉛0.45％，錳0.75％，余量為鋁。

上述汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件通過與實(shí)施例1相同的方法得到。

與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，本發(fā)明的汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件的產(chǎn)品耐久性好，使用次數(shù)大于300萬(wàn)次；延伸率為5％，產(chǎn)品高頻率震動(dòng)無裂紋，屈服強(qiáng)度190Mpa，使得產(chǎn)品綜合機(jī)械性能比普通方式提高20％以上。

實(shí)施例4

在本實(shí)施例中，汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件，由以下重量百分比的組分組成：硅9.0％，鐵1.3％，銅3.0％，鎂0.35％，鋅1.2％，鉻0.15％，鎳0.45％，錫0.35％，鈦0.25％，鉛0.22％，錳0.65％，余量為鋁。。

上述汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件通過與實(shí)施例1相同的方法得到。

與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，本發(fā)明的汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件的產(chǎn)品耐久性好，使用次數(shù)大于300萬(wàn)次；延伸率為6％，產(chǎn)品高頻率震動(dòng)無裂紋，屈服強(qiáng)度215Mpa，使得產(chǎn)品綜合機(jī)械性能比普通方式提高20％以上。

實(shí)施例5

在本實(shí)施例中，汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件，由以下重量百分比的組分組成：硅8.5％，鐵1.4％，銅3.5％，鎂0.60％，鋅0.9％，鉻0.11％，鎳0.40％，錫0.35％，鈦0.30％，鉛0.35％，錳0.75％，余量為鋁。

上述汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件通過與實(shí)施例1相同的方法得到。

與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，本發(fā)明的汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件的產(chǎn)品耐久性好，使用次數(shù)大于300萬(wàn)次；延伸率為6％，產(chǎn)品高頻率震動(dòng)無裂紋，屈服強(qiáng)度195Mpa，使得產(chǎn)品綜合機(jī)械性能比普通方式提高20％以上。

實(shí)施例1-5中使用的精煉劑可以是型號(hào)為HZ-LGJ、HZ-HSJ、HZ-WNJ的精煉劑，例如由徐州華中鋁業(yè)有限公司生產(chǎn)；實(shí)施例1-5中使用的變質(zhì)劑可以是型號(hào)為HZ-BZ的變質(zhì)劑，例如由徐州華中鋁業(yè)有限公司生產(chǎn)。

采用上述實(shí)施例1-5中生產(chǎn)制備得到的汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件與現(xiàn)有的汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件對(duì)比結(jié)果如下表1所示。

表1 本發(fā)明制備的及現(xiàn)有的汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件性能對(duì)比

由此可見，本發(fā)明的生產(chǎn)制備得到的汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件改善了原有薄壁支架類產(chǎn)品應(yīng)力集中，產(chǎn)品容易產(chǎn)生裂紋的產(chǎn)品缺陷，韌性可以達(dá)到190Mpa以上，延伸率達(dá)到5％以上，遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品的延伸率(一般通常在2％左右)因此，本發(fā)明的汽車輕量化底盤鋁合金結(jié)構(gòu)件具有良好的市場(chǎng)前景。

以控制組織相結(jié)構(gòu)的均勻性、延伸率、時(shí)效工藝指標(biāo)為基礎(chǔ)，通過分析影響產(chǎn)品質(zhì)量的原料選擇、生產(chǎn)設(shè)備對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)調(diào)整，生產(chǎn)過程中相關(guān)因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求為調(diào)整思路和方法，在鋁合金材料配合比、壓鑄工藝，模具的開發(fā)設(shè)計(jì)。生產(chǎn)過程自動(dòng)操作相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)確定，通過小試和中試論證各相關(guān)因素以及各參數(shù)的合理、協(xié)調(diào)，達(dá)到其生產(chǎn)工藝。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍；如果不脫離本發(fā)明的精神和范圍，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍當(dāng)中。