鑄造鋁合金的製作方法

2023-12-05 03:02:46

鑄造鋁合金的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種鑄造鋁合金。
【專利說明】鑄造鋁合金
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種鑄造鋁合金。
【背景技術】
[0002]由文獻DE102008055928A1已知一種鑄造鋁合金，該鑄造鋁合金包含下面列出的合金組成
[0003]S1:2.5 至 3.3，優選 2.7 至 3.1 重量 %
[0004]Mg:0.2 至 0.7，優選 0.3 至 0.6 重量 %
[0005]Fe:< 0.18，優選 0.05 至 0.16 重量 ％
[0006]Mn: < 0.5，優選 0.05 至 0.4 重量 ％
[0007]T1:< 0.1，優選 0.01 至 0.08 重量 ％
[0008]Sr:< 0.03，優選 0.01 至 0.03 重量 ％
[0009]Cr:0.3至1.3，優選0.4至1.0，特別優選0.5至0.8重量%
[0010]其他:<0.1重量 ％，
[0011]以及以Al進行補充以達到100重量％。

【發明內容】

[0012]以該現有技術為基礎，本發明的目的在於，使這種貧矽鑄造鋁合金在其機械性能方面得到進一步改善。
[0013]根據本發明通過一種鑄造鋁合金實現了該目的，這種鑄造鋁合金包含下面列出的合金組成
[0014]S1:3.0 至 3.8 重量 ％
[0015]Mg:0.3 至 0.6
[0016]Cr:0.25 至 0.35 重量 ％
[0017]卩6:<0.18重量％
[0018]皿11:<0.06重量％
[0019]T1: <0.16 重量 ％
[0020]Cu: < 0.006 重量 ％
[0021]Sr:0.010 至 0.030
[0022]Zr:< 0.006 重量 ％
[0023]Zn:< 0.006 重量 ％
[0024]雜質:< 0.1重量％，優選< 0.005重量％
[0025]以及以Al進行補充以達到100重量％。
[0026]這種鑄造鋁合金相對現有技術更堅固、更柔韌以及更具延性。
[0027]根據本發明的、以所述的數量級對合金組成成份的選擇導致機械性能的進一步的、顯著的改善，該機械性能已經形成在鑄造狀態中、特別是在二個階段的熱處理之後(即在固溶退火和接下來的時效處理之後)的鑄造部件中，其中在這兩個熱處理階段之間優選對鑄造部件在水中進行淬火。對於行走機構的應用，優選對於車輪導向部件，十分優選對於輪架以及特別是擺動軸承在總體上提高了機械特徵值。
[0028] 就像專業人員普遍已知的一樣，根據本發明的合金可以包含有由製造條件決定的雜質，例如，Pb、Ni等。
[0029]如果包含有大於3.1而小於3.7重量％的Si含量，則對機械特徵值的優化可能是有利的。如果包含有大於3.3而小於3.7重量％的Si含量，則對特定的應用情況可能是有利的。如果包含有大於3.0而小於3.3重量％的Si含量，則對一些其他的應用情況可能是有利的。
[0030]如果包含有0.5至0.6重量％的Mg含量，則對機械特徵值的優化可能是有利的。如果包含有0.5至小於0.6重量％、優選0.5至0.55重量％的Mg含量，則可能是有利的。
[0031]如果包含有0.25至小於0.30重量％的Cr含量，則對機械特徵值的優化可能是有利的。
[0032]如果包含有0.01至0.15重量％的Fe含量，則對機械特徵值的優化可能是有利的。
[0033]如果包含有0.01至0.05重量％的Mn含量，則對機械特徵值的優化可能是有利的。
[0034]如果包含有0.05至0.15重量％的Ti含量，則對機械特徵值的優化可能是有利的。
[0035]如果包含有0.001至0.005重量％的Cu含量，則對機械特徵值的優化可能是有利的。
[0036]如果包含有0.015至0.025重量％的Sr含量，則對機械特徵值的優化可能是有利的。
[0037]如果包含有0.001至0.005重量％的Zr含量，則對機械特徵值的優化可能是有利的。
[0038]如果包含有0.001至0.005重量％的Zn含量，則對機械特徵值的優化可能是有利的。
[0039]如果根據本發明的鑄造鋁合金是低壓鑄造鋁合金，則表明對某些鑄造部件是有利的。
[0040]本發明還相應地涉及一種由根據權利要求1至11的任意一項所述的鑄造鋁合金製造鑄造部件的方法，在該方法中應用低壓鑄造法。
[0041]如果鑄造鋁合金是低壓差壓(CPC)鑄造鋁合金，則表明對某些鑄造部件是有利的。
[0042]本發明還相應地涉及一種由根據權利要求1至11的任意一項所述的鑄造鋁合金製造鑄造部件的方法，在該方法中應用低壓差壓鑄造法。
[0043]原則上有各種不同的永久鑄型鑄造法適合作為由根據本發明的鑄造鋁合金製造鑄造部件、特別是作為汽車底盤部件、優選作為汽車車輪導向部件、十分優選作為汽車擺動軸承的方法。但是由於在具有高應力的汽車車輪導向部件中的非常好的機械性能，因此低壓鑄造以及低壓差壓鑄造法(CPC方法)特別適合作為製造方法，該低壓差壓鑄造法也稱為
差壓鑄造法。
[0044]作為由根據本發明的鑄造合金製造鑄造部件、特別是作為汽車底盤部件、優選作為汽車車輪導向部件、十分優選作為汽車擺動軸承的製造方法可以有利地使用模壓鑄造、自流式鑄造或者壓力鑄造、特別是觸融砂型鑄造、流變砂型鑄造或者低壓砂型鑄造。[0045]為了達到或者進一步發展以上所述的優勢，如果對經鑄造的部件進行兩個階段的熱處理，即，固溶退火以及接下來的時效處理，則可能是有利的。如果鑄造部件在兩個熱處理階段之間在水中進行淬火，則可能是有利的。
[0046]如果鑄造部件在鑄造過程之後在530°C和550°C之間進行6至IOh的固溶退火，優選在540°C和550°C之間進行7至9h、特別是8至9h，十分特別優選在大於540°C和550°C之間進行7至9h、特別是8至9h，則可能是適宜的。
[0047]如果鑄造部件在鑄造過程之後在180°C和210°C之間進行I至8h、特別是I至6.5h的退火處理，優選在180°C和190°C之間進行I至6.5h、特別是4至6.5h，特別優選在180°C和小於190°C之間進行4至6.5h、特別是5至6.5h，則可能是適宜的。
[0048]此外本發明還提供根據權利要求的任意一項所述的鑄造鋁合金的應用或者特別是經熱處理的、根據權利要求的任意一項所述的鑄造部件對於汽車底盤部件、優選對於汽車車輪導向部件、十分特別優選對於汽車擺動軸承的應用。
[0049]根據本發明，該鑄造部件在經改善的結構特性中具有改善了的強度延伸率。該鑄造法首先實現了沒有大的缺陷(例如砂眼)的鑄件，其次以這種方式有利地影響微觀結構，儘可能少的保持內部缺口的數量，該缺口降低斷裂延伸率。
[0050]如上所述，已表明根據本發明的鑄造鋁合金特別適用於承受較強負荷的組件，對例如輪架或擺動軸承就特別合適。作為十分優選的用於製造這種承受較強負荷的組件的方法可以使用低壓差壓鑄造法(CPC方法)。
[0051]根據本發明的鑄造部件是由根據權利要求的任意一項所述的鑄造鋁合金和/或根據符合權利要求的任意一項的方法製成的，該鑄造部件在經過熱處理之後具有300至325MPa的屈服極限Rp0.2和/或4至10%的斷裂延伸率A5和/或350_375MPa的抗拉強度Rm。
[0052]示例`
[0053]為了測定合金AlSi3Mg0.5Cr0.3的機械性能，根據DIN50125以自流式鑄造法在所謂的「法國金屬鑄型」中鑄造所謂的「法國拉伸試棒」。然後進行熱處理(在540°C下進行8h的固溶退火，在水中進行淬火，在180°C下進行6.5h的熱時效處理)，其中斷面和冒口在熱處理之後才分離，以抵抗可能出現的樣品變形。根據DIN10002得到機械性能抗拉強度Rm、屈服極限Rp0.2和斷裂延伸率A5。
[0054]這裡使用文獻DE102008055928A1中對AlSi3Mg0.6Cr0.7所公開的值作為對比。
【權利要求】
1.一種鑄造鋁合金，其包含下面的合金組成 S1:3.0 至 3.8 重量 ％
Mg:0.3 至 0.6 重量 %
Cr:0.25 至 0.35 重量 %
Fe:< 0.18 重量 ％
Mn:< 0.06 重量 ％
Ti:< 0.16 重量 ％
Cu:< 0.006 重量 ％
Sr:0.010 至 0.030
Zr:< 0.006 重量 ％
Zn:< 0.006 重量 ％ 雜質:< 0.1重量％，優選< 0.005重量％ 以及以Al進行補充以達到100重量％。
2.根據權利要求1所述的鑄造鋁合金，其特徵在於，包含有大於3.1而小於3.7重量％的Si含量。
3.根據權利要求1或2所述的鑄造鋁合金，其特徵在於，包含有0.5至0.6重量％的Mg含量。`
4.根據權利要求1至3的任意一項所述的鑄造鋁合金，其特徵在於，包含有0.25至小於0.30重量％的Cr含量。
5.根據權利要求1至4的任意一項所述的鑄造鋁合金，其特徵在於，包含有0.01至0.15重量％的Fe含量。
6.根據權利要求1至5的任意一項所述的鑄造鋁合金，其特徵在於，包含有0.01至0.05重量％的Mn含量。
7.根據權利要求1至6的任意一項所述的鑄造鋁合金，其特徵在於，包含有0.05至0.15重量％的Ti含量。
8.根據權利要求1至7的任意一項所述的鑄造鋁合金，其特徵在於，包含有0.001至0.005重量％的Cu含量。
9.根據權利要求1至8的任意一項所述的鑄造鋁合金，其特徵在於，包含有0.015至0.025重量％的Sr含量。
10.根據權利要求1至9的任意一項所述的鑄造鋁合金，其特徵在於，包含有0.001至0.005重量％的Zr含量。
11.根據權利要求1至10的任意一項所述的鑄造鋁合金，其特徵在於，包含有0.001至0.005重量％的Zn含量。
12.根據權利要求1至11的任意一項所述的鑄造鋁合金，其特徵在於，所述鑄造鋁合金是低壓鑄造鋁合金。
13.根據權利要求1至11的任意一項所述的鑄造鋁合金，其特徵在於，所述鑄造鋁合金是低壓差壓(CPC)鑄造鋁合金。
14.一種由根據權利要求1至11的任意一項所述的鑄造鋁合金製造鑄造部件的方法，在所述方法中應用低壓差壓鑄造法。
15.一種由根據權利要求1至11的任意一項所述的鑄造鋁合金製造鑄造部件的方法，在所述方法中應用低壓鑄造法。
16.一種由根據權利要求1至11的任意一項所述的鑄造鋁合金製造鑄造部件的方法，在所述方法中應用模壓鑄造、自流式鑄造或者壓力鑄造、特別是觸融砂型鑄造、流變砂型鑄造或者低壓砂型鑄造。
17.一種特別是根據權利要求14至16的任意一項所述的、用於由根據權利要求1至11的任意一項所述的鑄造鋁合金製造鑄造部件的方法，在所述方法中在鑄造過程之後對鑄造部件進行二個階段的熱處理，即，固溶退火和接下來的時效處理。
18.根據權利要求17所述的方法，其特徵在於，在所述兩個熱處理階段之間對鑄造部件在水中進行淬火。
19.根據權利要求14至18的任意一項所述的方法，在所述方法中鑄造部件在鑄造過程之後在530°C和550°C之間進行6至IOh的固溶退火，優選在540°C和550°C之間進行7至9h、特別是8至9h，十分特別優選在大於540°C至550°C之間進行7至9h、特別是8至9h。
20.根據權利要求14至19的任意一項所述的方法，在所述方法中鑄造部件在鑄造過程之後在180°C和210°C之間進行I至8h、特別是I至6.5h的退火處理，優選在180°C和190°C之間進行I至6.5h、特別是4至6.5h，特別優選在180°C和小於190°C之間進行4至6.5h、特別是5至6.5h。
21.根據前述權利要求的任意一項所述的鑄造鋁合金的應用或者由這種鑄造鋁合金製造的、特別是經熱處理的鑄造部件對於汽車底盤部件、優選對於汽車車輪導向部件、十分特別優選對於汽車輪架以及特別是對於擺動軸承的應用。
22.一種由根據前述權利要求的任意一項所述的鑄造鋁合金或者根據前述權利要求的任意一項所述的方法製造的鑄造 部件，其中，所述鑄造部件在經過熱處理之後具有300至325MPa的屈服極限Rp0.2和/或4至10%的斷裂延伸率A5和/或350_375MPa的抗拉強度Rm。
【文檔編號】B22D18/04GK103627933SQ201310369431
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月22日 優先權日:2012年8月23日
【發明者】克勞斯·格雷文, 馬尼坎達·洛加納森, 奧利弗·格裡姆, 盧茨·沃爾肯施泰因, 海因裡希·哈內科姆, 斯特凡·布科夫斯基 申請人:Ksm鑄造集團有限公司