[发明专利]一种高硬度铝合金材料

说明书

技术领域

本发明属于合金领域，具体而言涉及一种高硬度铝合金材料。

背景技术

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金的需求日益增多，使铝合金的研究也随之深入。铝型材在很多性能方面优于钢材，主要表现在：抗腐蚀性、易导热性、非铁磁性、可加工性、可成型性及可回收性。

添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的硬度、强度，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50％以上。

目前汽车车架生产制造领域，几乎都是采用钢铁材料进行制造，钢铁车架重量大，不利于节能环保。本发明所涉及的一种高硬度铝合金材料，可以用于汽车车架，就是将铝材的各种优异特性，通过原料配方加以改进，实现其在汽车车架制造方面的优异价值。但是，传统铝合金仍然存在不足之处，其主要成分为铝、镁和硅，由于受材料组织结构的限制，加工出来的材料性能较差，在加工过程中容易出现断裂、皱纹、疲劳等缺陷，成品率较低，导热性差、导致了材料的浪费。同时，生产效率较低，增加了劳动强度，增加了生产成本。

发明内容

本发明通过选择特定的配方制备出一种具有较高强度、硬度的高性能铝合金材料，同时具有优异散热性，能够用于汽车车架的制造，可以减轻汽车的自重，可以广泛地应用于新能源汽车领域。

具体而言，本发明提供一种高硬度铝合金材料，其特征在于，包括Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Cr、Zn、Ti。

在本发明一个具体的实施方式中，所述的一种高硬度铝合金材料包括Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Cr、Zn、Ti，各组分的重量百分比为：Si0.58-0.6%、Fe≤0.16%、Cu≤0.02%、Mg0.8-0.83%、Mn0.015-0.025%、Cr≤0.012%、Zn≤0.012%、Ti0.015-0.03%，余量为Al。

在本发明一个具体的实施方式中，所述的一种高硬度铝合金材料包括Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Cr、Zn、Ti，各组分的重量百分比为：Si0.58%、Fe0.12%、Cu0.01%、Mg0.8%、Mn0.015%、Cr0.01%、Zn0.01%、Ti0.015%，余量为Al。

在本发明一个具体的实施方式中，所述的一种高硬度铝合金材料包括Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Cr、Zn、Ti，各组分的重量百分比为：Si0.6%、Fe0.06%、Cu0.015%、Mg0.83%、Mn0.025%、Cr0.008%、Zn0.011%、Ti0.03%，余量为Al。

在本发明一个具体的实施方式中，所述的一种高硬度铝合金材料包括Al、Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Cr、Zn、Ti，各组分的重量百分比为：Si0.59%、Fe0.15%、Cu0.012%、Mg0.82%、Mn0.02%、Cr0.011%、Zn0.005%、Ti0.02%，余量为Al。

本发明另一方面在于提供所述的高硬度铝合金材料的制备方法，包括

（1）原料的准备：根据需要配制合金总量，按照合金的配比备料，将准备好的原料放入恒温预热干燥炉中干燥；

（2）精炼清渣剂的准备：按步骤(1)中各原料总质量的0.55～1.15％准备精炼清渣剂，将准备好的精炼清渣剂放入恒温预热干燥炉中干燥；

（3）融化：将步骤(1)中干燥后的铝放入融化炉中，点火，控制炉温700～750℃，待Al全部熔化后静置并保温15～20min，加入干燥后的其他原料，继续升温至760～800℃保温15～20min促进熔体合金化；

（4）精炼：向步骤(3)中喷入步骤(2)中得到的精炼清渣剂，精炼除气，于750℃静置保温15～18min，除渣；

(5)锻造成型：将步骤(4)中得到的铝合金熔体保温并压铸，获得Al合金制品。

在本发明一个具体的实施方式中，其中所述的精炼清渣剂为硅酸盐或氯盐。

在本发明一个具体的实施方式中，其中所述的精炼清渣剂是无钠的。

本发明第三方面提供所述高硬度铝合金材料的用途，用于汽车车架。