[发明专利]一种高强耐蚀压铸铝合金及其压铸方法

说明书

一种高强耐蚀压铸铝合金及其压铸方法，其成分及质量百分比为：Si 9.6～10.4％，Mg0.4～0.6％，Fe 0.3～0.5％，Ti 0.1～0.3％，Tc 0.01～0.03％，B 0.002～0.006％，Ba 0.01～0.03％，Ge 0.005～0.015％，其余为Al和不可避免的杂质。其压铸方法包括以下步骤：配料、熔炼铝合金液、精炼除气除渣、加入晶粒细化剂、富铁相变质剂和硅相变质剂、搅拌和压铸成形。本发明在优化Si、Mg主合金元素的基础上，通过微合金化处理细化变质富Fe相、共晶Si相和初生Si相，提高压铸铝合金的强度和塑性。本发明压铸铝合金适合于压铸成形各种对强度、塑性和耐腐蚀性能求较高的铝合金零部件。

技术领域

本发明属于铝合金压铸领域，具体是涉及一种高强耐蚀压铸铝合金及其压铸方法。

背景技术

Al-Si-Mg系压铸铝合金属于亚共晶铝硅合金，由于不含Cu元素，因而具有优异的抗腐蚀性能以及较好的抗热裂性能、气密性和流动性等特点，广泛用于承受低负荷、形状复杂的薄壁压铸零部件，如各种仪表壳体、汽车机匣、变速箱油泵壳体、车轮罩、摩托车曲轴箱、自行车车轮等。随着汽车、摩托车等交通工具轻量化的发展，铝合金压铸件不断向薄壁化发展，这要求压铸铝合金具有更高的强度和塑形。现有Al-Si-Mg系压铸铝合金虽然具有优异的抗腐蚀性能以及较好的抗热裂性能、气密性和流动性等特点，但强度普偏低、塑形较差的问题日益突出，极大的限制了Al-Si-Mg系压铸铝合金的应用。

现有Al-Si-Mg系压铸铝合金强度偏低、塑性较差的原因，首先是压铸铝合金的Fe含量较高，Fe在铝合金中通常是以粗大的针状Al-Fe-Si系富Fe相形式存在铝合金基体中，这种粗大的针状富Fe相本身属于硬而脆的金属间化合物相，会严重割裂铝基体，成为铝合金受力断裂的裂纹源和裂纹扩展方向。其次是Al-Si-Mg系压铸铝合金虽然属于亚共晶铝硅合金，但Si含量较高，Si在铝合金中除了以针状共晶Si形式存在外，还有少部分Si是以粗大块状初生Si形式存在，针状共晶Si和粗大块状初生Si相都属于硬脆相，同样会严重割裂铝基体，降低铝合金的强度和塑性。因此，现有Al-Si-Mg系压铸铝合金及其压铸方法仍有待改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种高强耐蚀压铸铝合金及其压铸方法，通过微合金化处理细化变质富Fe相、共晶Si相和初生Si相，提高压铸铝合金的强度和塑性，满足各种对强度、塑性和耐腐蚀性能要求较高的铝合金压铸件需要。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的高强耐蚀压铸铝合金，其特点是由以下质量百分比的成分组成：Si9.6～10.4％，Mg 0.4～0.6％，Fe 0.3～0.5％，Ti 0.1～0.3％，Tc 0.01～0.03％，B 0.002～0.006％，Ba 0.01～0.03％，Ge 0.005～0.015％，其余为Al和不可避免的杂质，其中，Tc与B的质量比为5:1，Ba与Ge的质量比为2:1，不可避免的杂质单个含量≤0.05％，杂质总量≤0.15％。

本发明所述高强耐蚀压铸铝合金的压铸方法，其特点是包括以下步骤：

第一步：选用纯度为99.7％的铝锭、99.9％的速溶硅、99.95％的镁锭和Al20Fe合金、Al10Ti合金、Al5Tc1B合金、Al5Ba合金和Al5Ge合金为原材料；

第二步：将铝锭在700～740℃加热熔化，加入占原材料总重量为9.6～10.4％的速溶硅、0.4～0.6％的镁锭和0.5～1.5％的Al20Fe合金，搅拌熔化成铝合金液；

第三步：对铝合金液进行精炼除气除渣后，加入占原材料总重量为1～3％的Al10Ti合金、0.2～0.6％的Al5Tc1B合金、0.2～0.6％的Al5Ba合金和0.1～0.3％的Al5Ge合金，搅拌使铝合金液的成分均匀；