[发明专利]铝压铸合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种构件用铝合金，其具有提高的强度，在铸态具有屈服点Rp_0.2>120MPa以及同时具有高的断裂延伸率A>7％，在T5热处理后，具有屈服点Rp_0.2>200MPa，同时具有断裂延伸率A>6％，或在T6热处理后，具有屈服点Rp_0.2>200MPa，同时具有断裂延伸率A>9％，其特别是用于汽车的结构件和底盘件。

背景技术

对于通过压铸工艺生产的结构件，特别是薄壁构件，以及当压铸工艺用于底盘件时，良好的流动和充模性能以及凝固特性是决定性的。薄壁结构件在汽车工业中是特别令人感兴趣的，这是因为对于相同的构件功能，其由于使用较少的材料而能提供重量优势，这进而减少了操作成本，并且降低了环境污染。

现在，压铸技术能够生产具有高强度和高延伸率的复杂构件。底盘件通常在许多情况下通过其他铸造方法生产，例如，冷铸。原因是，由压铸工艺生产的这些构件达不到用于确保稳定运转所需的强度或难以使其获得满意的延伸率。

为了获得所需的机械性能，特别是高的韧性，对于由AlSi10MnMg型压铸合金制成的结构和底盘件通常进行热处理，例如根据T6(固溶热处理，淬火和高温时效)或T7(固溶热处理，淬火和过时效)的热处理。该热处理改变了所有构件的铸态微观结构，该构件随后在强度以及断裂的延展性上能满足更多的苛刻要求。这种类型的合金在铸态具有约110MPa的屈服点Rp_0.2，以及断裂延伸率A为4-5％，通过T6热处理可以增加至150MPa以上以及不低于7％的延伸率。这是基于合金元素Mg和Si参与其中的沉淀硬化的强化效果。另外，Si共晶物的聚结增加了韧性。这样的热处理例如以下述方式进行：在450-535℃的温度范围的固溶热处理之后，在水或空气中淬火至低于约100℃的温度。作为固溶热处理的结果，由于扩散过程，合金化元素均匀、细化地分布，并通过淬火固定在α-Al中。另外，Si共晶物被球化。现在合金具有高韧性，但是仅具有低强度。作为随后在150-250℃高温时效的结果，形成了细小均匀分布的Mg₂Si沉淀物，其进而提高了材料的强度。基于T6热处理的温度曲线不同，机械性能可以在强度或断裂延伸率方面进行优化，通过这种方法，可以由一种合金获得非常宽的性能，并因而获得非常宽的产品种类。为了减少生产成本，T5热处理，即未经预先固溶热处理的150-250℃的高温时效，也可以达到同样的效果。这里，强度增加的原因同样是因为形成Mg₂Si沉淀物，但是程度较低，因为由铸造工具制出的构件的淬火效果不那么显著，在α-Al中被迫溶解的镁的比例因此也降低了。

对于屈服点Rp_0.2最高为600MPa的更高强度通过机械合金化AlZnMg和AlMgCu合金获得，因为这些合金具有更高的硬化潜能。在这些合金类型中，强化效果基于合金化元素Mg、Cu和Zn的沉淀硬化(W.Hufnagel等，“Aluminium-Taschenbuch第14版”，Aluminium-Verlag Düsseldorf,1988，第46页起)。然而，由于其对热裂纹的敏感性以及其在铸模中的粘结倾向，这些合金并不适用于压铸。

作为对由压铸工艺制成的结构以及底盘件的进一步要求，除了强度和延伸率方面的苛刻要求之外，还可以提到耐腐蚀性、焊接的适合性和铸模的寿命。另一要求是在热处理后构件的尺寸稳定性，以便能够确保车身的无问题装配。

除了热处理本身的额外经济成本之外，复杂的固溶热处理的缺点还有急速淬火导致的构件变形趋势，其可能导致进一步的机械加工和增加的废品率。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝压铸合金，由于该合金具有提高的强度以及高的延伸率，使得其能够通过压铸工艺制造结构和底盘件。其优选地包括底盘件，该底盘件由于苛刻的机械要求(例如，断裂延伸率A>6％时的屈服点Rp_0.2>200MPa)和构件几何形状，倾向于利用非压铸工艺的工艺生产。另外，本发明的目的是确保模具的良好可铸性和充填性。另外，该合金应该允许非常多的连接技术，具有高的尺寸稳定性和具有良好的耐腐蚀性。