[发明专利]压铸用高阻尼含Ca和Mg铝合金及其加工工艺

说明书

本发明公开了压铸用高阻尼含Ca和Mg铝合金及其加工工艺。按照重量百分比，该合金的成分为：Ca:0.8‑1.5wt.%,Mg:2.0‑8.0wt.%；Sn:3.0‑5.0wt.%,Y:0.5‑1.2wt.%，Mo:0.4‑0.6wt.%,Be:0.2‑0.5wt.%,余量为铝。该铝钙合金具有优异的压铸性能，并具有优异的阻尼性能。预期对铝合金压铸工艺甚至整个压铸行业及其技术的发展与提升具有积极的意义。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种铝钙合金。

背景技术

铝合金是近几十年来国内外应用日益广泛的价廉、节能、质优的新材料。它具有抗拉强度和硬度高、阻尼性好、耐磨性好、摩擦系数小、摩擦温升低、材料与制造成本低廉等优点。同时，还具有良好的工艺性能，不仅可用于压铸，还适用于砂型、金属型、石墨型、连铸等。铸造铝合金是以熔融金属充填铸型，获得各种形状零件毛坯的铝合金。铸造铝合金具有良好的铸造性能，可以制成形状复杂的零件；不需要庞大的附加设备；具有节约金属、降低成本、减少工时等优点，在航空工业和民用工业得到广泛应用。具有低密度，比强度较高，抗蚀性和铸造工艺性好，受零件结构设计限制小等优点。大多数需要进行热处理 以达到强化合金、消除铸件内应力、稳定组织和零件尺寸等目的。

铝合金已被发达国家广泛用于汽车仪表板、座椅支架、变速箱壳体、方向操纵系统部件、发动机罩盖、车门、发动机缸体、框架等零部件上。用铝合金制造汽车零部件，可以显著减轻车重，降低油耗，减少尾气排放量，提高零部件的集成度，提高汽车设计的灵活性等。铝合金压铸在所有压铸合金中最轻，是极竞争力的汽车轻量化材料，大量的铝合金零部件被生产出来，以代替塑、铝合金，甚至钢制零件。随着技术的发展，铝合金在汽车领域的应用范围会更广。

新技术的进步推动了铝的冶炼、合金化等材料技术的发展，同时由于铝合金的使用领域不断受到挑战，对铝及铝合金的性能不断提出新的要求，因此铝合金也在不断发展以适应工业发展的需要。虽然我国铝合金压铸工业具有很大的资源优势，但目前绝大多数的铝合金压铸企业，均采用传统的压铸用铝合金。这类传统材料的压铸工艺很大程度上通过大量的、长周期的反复试验修改才能最终实现工艺目标。故在铸型开发周期、铸型设计质量及其所实现的工艺质量等方面较难保证，使得企业亦无法在竞争激烈的市场中获得更大的突破。

开发高品质压铸用铝合金对于提升我国自主研发精品新材料，占领国际精品新材料市场具有促进作用。对传统铸造用铝合金进行底层性质的创新和优化，对铝合金压铸工艺甚至整个压铸行业及其技术的发展与提升具有积极的意义。国外己经开发的压铸用新型铝合金铸造性能和阻尼性能还不能令人满意。开发具备适合压铸材料用高阻尼铝合金有两种方法，一种是加入合金元素通过固溶强化来强化基体，另一种是通过加入第二相强化相形成铝基复合材料。Ca和Mg作为合金化元素加入铝合金中可以大大提高铝合金的铸造性能和阻尼性能。随着我国工业的快速发展，开发压铸用新型铝合金已成为必然。

但是,Ca属于活泼元素,在大气环境下很容易和氧气或者氮气进行剧烈的反应而产生燃烧或者爆炸。在铝合金冶炼过程中, 为了防止铝钙熔体的氧化燃烧，传统中通常采用保护气体或者熔剂保护熔炼。但是，这两种方法的使用都因其存在难以避免的缺陷而受到限制。例如,易产生有毒气体污染环境和造成熔剂夹杂而损害合金性能。而且熔剂夹杂容易成为产品在使用过程中的腐蚀源，加速材料腐蚀，降低使用寿命。此外，熔剂中的氯盐和氟盐在高温下易挥发产生某些强腐蚀性气体，破坏厂房、设备及生态环境。目前先进的阻燃方法是合金阻燃法, 其机理是在铝合金熔炼过程中添加特定的合金元素来影响合金氧化的热力学反应与动力学过程，形成具有保护作用的致密氧化膜和氮化膜，达到阻止合金剧烈氧化和氮化的目的，并且铝钙合金在后续加工过程中的氧化燃烧的倾向大大降低，从而提高铝钙合金的加工安全性。

发明内容