[发明专利]含稀土铝硅合金高真空压铸高速减速箱壳体二次峰值时效方法

说明书

一种含稀土铝硅合金高真空压铸高速减速箱壳体二次峰值时效方法，通过将真空压铸铝合金试棒置于箱式时效炉中，先以6‑8℃/s速率升温到120℃后保温20‑30min，然后继续以4‑6℃/s速率升温到240℃后保温20‑30min，在以3℃/s速率降温至210℃后保温3‑6小时，时效后空冷。对比相同铸造工艺下铸态试棒性能。本发明采用二次峰值时效，通过添加低成本混合稀土，在低温下进行短时人工时效，控制时间和温度，增强时效效果，力学性能得到显著提升，同时避免高速减速箱壳体采用高温固溶时表面出现鼓泡等缺陷现象。

技术领域

本发明涉及的是一种新能源汽车制造领域的技术，具体一种通过添加低成本混合镧-铈稀土，用于新能源高速减速箱用，真空度在50-100mbar的压铸铝合金二次峰值时效方法。

背景技术

传统减速箱壳体铸造一般采用重力铸造、砂型铸造等，内部往往存在气孔、缩松等缺陷，因此在高温固溶处理过程中，壳体表面会出现鼓泡、宏观变形，影响壳体性能。随着新能源汽车扭矩和转速的大大提高，整车对于高速减速箱壳体性能和轻量化提出更为严苛的要求。因此，有必要通过真空压铸减少铸件本身的内部缺陷，开发出一种适合真空压铸铸件热处理工艺来提升铝合金的性能。

现有的压铸铝合金缸体热处理工艺往往通过高温固溶、低温时效处理，使得气缸体的平均抗拉强度提升，但这些技术仍然无法避免高真空压铸气缸体件在高温固溶时内部缺陷组织，如气孔、缩孔的膨胀，无法满足气缸体件孔隙率的要求，以及表面出现鼓泡、薄壁处出现重熔的问题。而高速减速箱壳体对于孔隙率的要求非常严格，禁止出现鼓泡和重熔，因此通过固溶时效方法来提升高速减速箱壳体性能的方法很难满足图纸对于孔隙率要求。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种含稀土铝硅合金高真空压铸高速减速箱壳体二次峰值时效方法，并通过添加低成本混合镧-铈稀土，优化合金成分和组织，利用稀土净化有害杂质元素、细化晶粒作用。通过低温下进行人工时效，控制时间和温度，达到二次峰值时效效果，使得力学性能显著提升，同时避免高速减速箱壳体在高温固溶时表面出现鼓泡、孔隙率不合格等缺陷现象。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明通过将真空压铸铝合金置于箱式时效炉中，先以6-8℃/s速率升温到120℃后保温20-30min，然后继续以4-6℃/s速率升温到240℃后保温20-30min，在以3℃/s速率降温至210℃后保温3-6小时，时效后空冷。

所述的真空压铸铝合金件材料为AlSi10Mg(Fe)，EN 1706。

技术效果

采用高斯分布进行数据拟合，获取置信度为99.75％状态下的AlSi10Mg(Fe)合金材料的力学性能统计数据。AlSi10Mg(Fe)合金试棒铸态下的抗拉强度均值为240MPa，屈服强度为140MPa，延伸率为1％；本发明热处理工艺处理下抗拉强度均值为312MPa，屈服强度均值为197MPa，延伸率均值为3.6％，试棒抗拉强度提升30％，屈服强度提升41％。二次峰值时效工艺显著提升铝合金的抗拉、屈服强度，从而有效降低壳体的质量。本发明工艺简单、时间适当，不涉及高温下的固溶时效，便于工业化大规模生产，能够广泛应用到真空压铸铝合金铸件，能够满足后续变速器以及新能源高速减速箱壳体中越来越严苛的服役性能要求。

附图说明

图1为本发明拉伸试棒示意图；

图2为本发明时效处理温度示意图。

具体实施方式

本实施例拉伸试棒满足GB/T 13822，如图1所示。铝合金原材料采用EN1706-ENAC-43400，AlSi10Mg(Fe)，控制Fe的质量分数≤0.65％，并添加质量分数≤0.1％的低成本镧-铈混合稀土。

所述的镧-铈混合稀土中：镧的质量分数为70％，铈的质量分数为30％。