[发明专利]一种中强高韧高成形性的压铸铝合金

说明书

一种中强高韧高成形性的压铸铝合金，由以下重量百分比的成分组成：Si 9.6～12.0%，Cu 1.5～3.5%，Fe 0.6～1.0%，Zn 0.1～1.0%，Mg 0.1～0.3%，Mn 0.1～0.5%和Y 0.3～1.2%，余量为Al。本发明的铝合金铸态室温抗拉强度和伸长率分别能够达到225MPa和3.5%，150℃时的抗拉强度和伸长率分别能够达到205MPa和4.0%，相同条件下对比ADC12合金，其室温抗拉强度和伸长率分别提高了20%和133%，150℃时的抗拉强度提高16%；铸态流动长度为1540mm，较ADC12合金提高20%；经固溶处理后的压铸试样室温抗拉强度和伸长率分别为295MPa和10.0%。本发明适用于轨道交通、汽车、运动器械、3C等行业。

技术领域

本发明涉及一种铝合金，特别是涉及一种中强高韧高成形性的压铸铝合金。

背景技术

压铸铝合金具有较高的比强度和良好的抗腐蚀、导电导热、铸造等性能，广泛应用于汽车、电子通讯和航空航天等领域。特别是随着我国汽车工业的快速发展，对压铸铝合金汽车零部件等的力学性能要求越来越高。目前，世界各国压铸使用最多的是高Si含量的Al-Si-Cu系合金，如ADC12等。该类压铸铝合金铸造性能良好，且铸件强度较高、热膨胀系数小和耐腐蚀性能好，能用于制备汽车变速箱、发动机壳体、气阀等。然而，这类合金目前仍存在强度不足、塑性较差（室温伸长率仅为1～2%）、切削加工性能一般等问题，限制了其应用领域。

目前，国内外研究人员常通过添加稀土RE来改善高Si含量的Al-Si-Cu系合金的组织和提高性能。RE在铝合金铸造过程中可起到细化初晶Si和共晶Si、熔体净化等作用。同时，铝合金中大多数含Fe相的组织均较粗大，直接影响合金的机械性能，降低合金的流动性能，增加组织不均匀性。添加RE可改变Fe相的存在形态，提高其铸造性能。RE与铝合金中的多种元素形成许多含RE的金属间化合物，这些呈弥散分布的高熔点化合物具有很好的热稳定性，分布于晶界或枝晶间，在细化组织的同时能有效阻碍基体变形和晶界移动，并对位错移动起到很好的钉扎作用，从而明显提高合金的高温力学性能。

公开号为CN102146541A名称为“一种Al-Si-Cu-Mg-xLa稀土压铸铝合金的制备方法”的发明专利申请，公开了在Al-11.0Si-2.5Cu-0.2Mg合金中通过添加0.1～0.9%的稀土La后，明显细化、球化晶粒，改变第二相形态，大幅提高合金力学性能，压铸抗拉强度为266～286MPa，伸长率为3.0～4.0%。

公开号为CN102140602A名称为“一种Al-Si-Cu-Mg-xSm稀土压铸铝合金”的发明专利申请，公开了在Al-11.0Si-2.5Cu-0.2Mg合金中通过添加0.1～0.9%的稀土Sm后，同样能明显细化、球化晶粒，改变第二相形态，大幅提高合金力学性能。当Sm添加量为0.9%时，压铸抗拉强度和伸长率分别达到268MPa和3.72%，较未添加Sm的基础合金分别提高11.7%和272%。

虽然，上述两专利申请分别通过添加La和Sm能取得一定的效果，能改善Al-11.0Si-2.5Cu-0.2Mg合金的组织和提高其力学性能，但拉伸力学性能仍相对较低，有待进一步提高，特别是韧性仍不足，同时上述两专利的技术方案未考察合金的成形性能。而兼具中强、高韧和优良成形性能的压铸铝合金将有助于拓宽铝合金的应用领域。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中高Si含量的Al-Si-Cu系合金的强度、韧性和成形性能不足，提供一种中强高韧高成形性的压铸铝合金。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的中强高韧高成形性的压铸铝合金，其特点是由以下重量百分比的成分组成：Si 9.6～12.0%，Cu 1.5～3.5%，Fe 0.6～1.0%，Zn 0.1～1.0%，Mg 0.1～0.3%，Mn 0.1～0.5%和Y 0.3～1.2%，余量为Al。