[发明专利]铝合金

说明书

本发明公开了具有如下组成的铝合金：0.2‑1.8重量％的Si，0.2‑1.8重量％的Mg，0.3‑2.5重量％的Mn，0.2‑1.5重量％的Fe，0.05‑0.75重量％的Zr，0.03‑0.18重量％的Ti，任选地一种或多种以下元素：最高0.1重量％的Cr，最高0.05重量％的Cu，0.2‑1.8重量％的Zn，0.02‑0.5重量％的Er；以及任选地0.01‑0.2重量％的含Ti和B的晶粒细化剂；以及，铝和不可避免的杂质作为余量。所述合金适用于具有高热稳定性的部件，特别是适用于通过挤压、锻造或在永久模具中铸造来生产用于汽车工业的部件。

技术领域

本发明涉及用于具有提高的热稳定性的部件的铝合金。由所述合金制成的部件的特征在于在暴露于高热后仍具有高强度和高硬度。本发明的铝合金特别适用于通过挤压、锻造或在永久模具中铸造制造前述类型的部件，以及适用于通过热接合方法进一步加工由此制备的部件。本发明进一步涉及通过所述合金制造的部件，并且涉及该铝合金用于制造部件，特别是用于汽车工业的部件的用途。

背景技术

挤压和模铸是形成铝合金最经济的两种方法。

在挤压中，设计方案主要受合金类型、可用加工力和施压方向的影响和限制。通过挤压成型的另一个重要参数是压制温度，该温度的高低受特定合金组成，特别是受其对热应用的耐受性的限制。由于在成型过程中可能发生合金的局部加热，特别是在模具入口边缘区域可能会发生部分熔化，这会影响挤压产品的机械性能。

在高压铸造中，设计限制主要受期望的最简单可能的部件几何形状的影响，因为该方法需要在不使用可插入芯的情况下实现。

挤压零件的质量不仅取决于机器设置和工具设计(模具几何形状)，而且主要取决于所选择的合金系统。特别是，AlMn(Cu)和AlMgSi合金系统被广泛用于挤压产品(F.OSTERMANN：“Anwendungstechnologie Aluminium”，第3版，第456-457页，柏林2014)。在永久模具工艺中，特别是在压铸中，化学组成和微观结构同样对于与技术应用方面相关的后期部件性能起着至关重要的作用。

在通过锻造成型时，同样，由于变形能量(特别是在成型速率过高的情况下)可能会发生温度升高。在这种情况下，工件可能发生局部过热，这会对微观结构和机械性能产生不利影响。采用这种成型工艺，同样，合金组成的影响也是至关重要的。

即使在设计锻件时，也采用与工艺相关的设计规则，这限制了设计方案。

如上所述，上述成型方法(挤压、模铸、锻造)中，可能由于技术或经济原因，设计自由度受到限制。

然而，特别是在汽车工业中，正在使用越来越复杂的部件和部件组，这些部件和部件组不能通过诸如挤压或模铸的成型工艺生产，或不能通过所述工艺经济地生产。

通过进一步开发合适的接合方法，特别是焊接或软钎焊/硬钎焊，大大扩展了由铝合金制成的部件的应用，这是由于以这种方式可以生产更复杂的部件和部件组。

由于这种连接通常采用诸如焊接或软钎焊/硬钎焊等热接合工艺，所以在这些热接合工艺中发生的热应力条件下材料的可靠性及其稳定性是至关重要的。材料对短期热应力的耐受性在意外加热的情况下以及在对结构进行预期加热的情况下(例如在软钎焊/硬钎焊或焊接中)都很重要。

一般来说，过去，人们越来越关注在高精度部件中使用的高加工温度和操作温度下具有显著高温强度的铝合金的开发。特别是在汽车工业中，特别是，对在通过涉及暴露于可能的最高的温度的方法进行处理之后的强度和硬度方面的材料稳定性存在需求。

在这种情况下，对于适用于在经过生产过程后不需要进一步热处理便可获得所需机械性能的部件的铝合金的需求日益增加。