一種用于汽車板材的壓鑄鋁合金及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金加工領(lǐng)域，特別是一種用于汽車板材的壓鑄鋁合金及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在輕量化金屬中，鎂合金密度雖比鋁合金小，但鎂錠成本較高，且零件制造過程中還有許多技術(shù)障礙，如缺少高溫壓鑄合金和設(shè)計數(shù)據(jù)，表面處理技術(shù)粗劣，結(jié)合水平低等，所以目前在汽車上的使用量相當(dāng)有限；而航空航天用的鈦合金雖有高的機(jī)械強(qiáng)度，但制造工藝?yán)щy和制造成本昂貴，導(dǎo)致鈦合金無法大批量的應(yīng)用于汽車生產(chǎn)。由于鋁合金在成本、制造技術(shù)、機(jī)械性能、可持續(xù)發(fā)展(地殼中鋁含量最多，占8.1% )等方面綜合性能好，因此鋁合金是現(xiàn)在及將來汽車工業(yè)中的首選輕金屬材料。
[0003]目前，鋁合金在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在發(fā)動機(jī)構(gòu)件和輪轂的鑄造，而與此同時，鋁合在汽車車身板材上的應(yīng)用開始逐漸受到關(guān)注；其中，Al-Mg-Si系合金因具有優(yōu)異的擠壓性能、相對高的強(qiáng)度和耐腐蝕性而成為車身、門板等殼體構(gòu)件的主要選擇；然而，在鑄造過程中，鋁合金組分、熔煉和熱處理工藝參數(shù)對板材性能都有重要影響，如何選擇最優(yōu)成分和最優(yōu)工藝參數(shù)成為人們研究的重點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種用于汽車板材的壓鑄鋁合金及其生產(chǎn)方法，使汽車板材具有優(yōu)良的機(jī)械性能。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]—種用于汽車板材的壓鑄鋁合金，其組分及各組分的質(zhì)量百分比為:Si3.5?6.2%, Mg2.2 ?2.9 %、Cu0.8 ?1.5 %、Zn0.5 ?1.2 %、Sr0.05 ?0.11 %、La0.05 ?
0.07%, Er0.02?0.04%，其他金屬及非金屬的雜質(zhì)元素總量不超過0.5%，其余為A1。
[0007]優(yōu)選的，所述用于汽車板材的壓鑄鋁合金的組分及各組分的質(zhì)量百分比為:Si5.5%、Mg2.6%、Cul.2%、ΖηΟ.9%、Sr0.08%、La0.06%、Er0.03%，其他金屬及非金屬的雜質(zhì)元素總量不超過0.5%，其余為A1。
[0008]一種用于汽車板材的壓鑄鋁合金的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0009](1)熔化:先將純鋁、純鎂、鋁硅合金加入熔煉爐中，加熱至730?750°C并攪拌使合金完全熔化，然后加入電解銅、鋁鋅合金和鎂鍶合金，繼續(xù)升溫至780?80(TC，待合金元素全部恪化后得鋁合金恪液；
[0010](2)精煉:將鋁合金熔液的溫度調(diào)整至750?770 °C，噴入精煉劑進(jìn)行精煉處理，精煉完成后靜置5?lOmin，將鋁合金熔液的表面渣扒出，然后升溫至750_760°C，加入細(xì)化劑和鋁鉺合金、鋁鑭合金，通入氬氣進(jìn)行除氣精煉，除氣時間為12?16min，除氣完畢檢驗鋁合金熔液成分，待檢驗合格后進(jìn)行第二次扒渣，完成精煉過程；
[0011](3)靜置:將精煉后的鋁合金熔液靜置，待鋁合金熔液溫度降至690?710°C ;
[0012](4)壓鑄:將模具的型腔預(yù)熱至220?230°C，再將步驟(3)處理后的鋁合金熔液后壓射到模具的型腔中，其中充型開始時的熔液流速為0.26?0.30m/s、鑄造壓力為50?55MPa，充型率超過60%后，提高熔液的流速至1.7?1.9m/s、鑄造壓力為65?70MPa，直至充型壓鑄結(jié)束；
[0013](5)固溶淬火處理:淬火加熱溫度為535?540°C，淬火保溫時間為50?60min，淬火轉(zhuǎn)移時間< 28s，淬火后停放時間為3.5h ；
[0014](6)時效溫度為150?160°C，時效時間為9h ;完成后得汽車板材成品。
[0015]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0016](1)通過Al、Mg、Si等元素的合理配比，并特別添加了 La、Er元素，使鋁合金具有優(yōu)良的加工性能，且獲得晶粒細(xì)小且分布均勻的鋁合金組織，提高了鋁合金的機(jī)械性能；
[0017](2)選擇了適當(dāng)?shù)娜蹮捄蜔崽幚砉に噮?shù)，使鋁合金在抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度都有大幅提升，且韌性大、抗擠壓性能好，還具有良好的耐腐蝕性。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍和應(yīng)用范圍不限于以下實施例:
[0019]實施例1
[0020]一種用于汽車板材的壓鑄鋁合金，其組分及各組分的質(zhì)量百分比為:Si5.5%、Mg2.6%,Cul.2%,Zn0.9%, Sr0.08%、La0.06%,Er0.03%，其他金屬及非金屬的雜質(zhì)元素總量不超過0.5%，其余為A1。
[0021]上述用于汽車板材的壓鑄鋁合金的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0022](1)熔化:先將純鋁、純鎂、鋁硅合金加入熔煉爐中，加熱至730?750°C并攪拌使合金完全熔化，然后加入電解銅、鋁鋅合金和鎂鍶合金，繼續(xù)升溫至780?80(TC，待合金元素全部恪化后得鋁合金恪液；
[0023](2)精煉:將鋁合金熔液的溫度調(diào)整至750?770 °C，噴入精煉劑進(jìn)行精煉處理，精煉完成后靜置5?lOmin，將鋁合金熔液的表面渣扒出，然后升溫至750_760°C，加入細(xì)化劑和鋁鉺合金、鋁鑭合金，通入氬氣進(jìn)行除氣精煉，除氣時間為12?16min，除氣完畢檢驗鋁合金熔液成分，待檢驗合格后進(jìn)行第二次扒渣，完成精煉過程；
[0024](3)靜置:將精煉后的鋁合金熔液靜置，待鋁合金熔液溫度降至690?710°C ;
[0025](4)壓鑄:將模具的型腔預(yù)熱至220?230°C，再將步驟(3)處理后的鋁合金熔液后壓射到模具的型腔中，其中充型開始時的熔液流速為0.26?0.30m/s、鑄造壓力為50?55MPa，充型率超過60%后，提高熔液的流速至1.7?1.9m/s、鑄造壓力為65?70MPa，直至充型壓鑄結(jié)束；
[0026](5)固溶淬火處理:淬火加熱溫度為535?540°C，淬火保溫時間為50?60min，淬火轉(zhuǎn)移時間< 28s，淬火后停放時間為3.5h ；
[0027](6)時效溫度為150?160°C，時效時間為9h ;完成后得汽車板材成品。
[0028]采用上述方法制得的鋁合金，在室溫下測試其機(jī)械性能:拉伸強(qiáng)度為330MPa，屈服強(qiáng)度為225MPa，延伸率為20.9%。
[0029]實施例2
[0030]一種用于汽車板材的壓鑄鋁合金，其組分及各組分的質(zhì)量百分比為:Si3.5%、Mg2.2%,Cu0.8%,Zn0.5%, Sr0.05%、La0.05%,Er0.02%，其他金屬及非金屬的雜質(zhì)元素總量不超過0.5%，其余為A1。
[0031]上述用于汽車板材的壓鑄鋁合金的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0032](1)熔化:先將