[发明专利]耐热铝合金

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造能够承受热和机械载荷的铸造构件的具有良好热 稳定性的冷作硬化铝铸造合金。

背景技术

旨在改善柴油燃烧并得到更高的比功率而对柴油发动机所作的进一步 的改进尤其会导致提高的爆炸压力，并因此导致机械载荷以脉冲方式作用 在汽缸曲轴箱上，这对材料提出了非常严苛的要求。除了要有较高的耐久 性以外，为了能用于制造汽缸曲轴箱，材料还必须要有高温循环强度。

目前通常使用AlSi合金用作热载荷构件，通过将所述合金与Cu(铜) 形成合金来增加热稳定性，然而，其会增加热开裂倾向并对可铸造性具有 不利作用。其中特别需要热稳定性的应用主要在汽车生产的汽缸盖的领域 中遇到，参见例如F.J.Feikus“Optimierung von Aluminium-Silicium-Gusslegierungen für”[Optimization of aluminium-silicon casting alloys for cylinder heads]，Giesserei-Praxis，1999， 第2卷，50-57页。

US-A-3 868 250公开了一种用于制造汽缸头的耐热AlMgSi合金。 除了通常的添加剂以外，该合金还包含0.6～4.5wt％的Si、其中1～4.5 wt％为游离Mg的2.5～11wt％的Mg和0.6～1.8wt％的Mn。

WO-A-9615281公开了一种铝合金，该铝合金具有3.0～6.0wt％的Mg、 1.4～3.5wt％的Si、0.5～2.0wt％的Mn、最大为0.15wt％的Fe、最大为0.2 wt％的Ti和作为余量的铝，另外的杂质各自最大为0.02wt％、总计最大 为0.2wt％。该合金适合用于对机械性能具有严苛要求的构件。该合金优 选通过压模铸造、触变铸造(thixocasting)或触变锻造(thixoforging)进 行加工。

WO-A-0043560公开了用于通过压模铸造、挤压铸造、触变成型 (thixoforming)或触变锻造方法用于制造安全构件的类似的铝合金。该 合金包含2.5～7.0wt％的Mg、1.0～3.0wt％的Si、03～0.49wt％的Mn、 0.1～0.3wt％的Cr、最大0.15wt％的Ti、最大0.15wt％的Fe、最大0.00005 wt％的Ca、最大0.00005wt％的Na、最大0.0002wt％的P，各自最大0.02 wt％的其它杂质和作为余量的铝。

由EP-A-1234893获知的AlMgSi型铸造合金包含3.0～7.0wt％的Mg、 1.7～3.0wt％的Si、0.2～0.48wt％的Mn、0.15～0.35wt％的Fe、最大0.2wt％ 的Ti、还任选0.1～0.4wt％的Ni和作为余量的铝，以及由于制造导致的各 自最大为0.02wt％、总计最大为0.2wt％的杂质，另外的附带条件是，镁 和硅基本上以Mg∶Si的重量比为1.7∶1存在于合金中，该比例对应于具有 固相Al和Mg₂Si的准二元共晶的组成。该合金合适用于通过压模铸造、 流变铸造和触变铸造来制造车辆生产中的安全部件。

EP-A-1 645 647公开了一种冷作硬化铸造合金。该合金基于纯度为 99.9的Al的铸造金属，并包含6～11wt％的Si、2.0～4.0wt％的Cu、0.65～1.0 wt％的Mn、0.5～3.5wt％的Zn、最大0.55wt％的Mg、0.01～0.04wt％的 Sr、最大0.2wt％的Ti、最大0.2wt％的Fe，并任选包含以下元素中的至 少一种：0.01～0.08的银、0.01～1.0的钐、0.01～0.40的镍、0.01～0.30的镉、 0.01～0.20的铟和最大0.001wt％的铍。通过示例说明的一种合金具有以下 组成：9％的Si、2.7％的Cu、1％的Mn、2％的Zn、0.02％的Sr、0.5％ 的Mg、0.1％的Fe、0.1％的Ti、0.1％的Ag、0.45％的Ni、0.1％的In、 0.0005％的Be。