一种用于高压压铸的高强度铸铝合金，其包含：6至12重量％的硅化镁，4至10重量％的镁，3至10重量％的来自的铜(Cu)、锌(Zn)、银(Ag)、金(Au)和锂(Li)的X元素，0.1至1.2重量％的锰，最大1.5重量％的铁，0.02至0.4重量％的钛或来自Cr、Nb和Sc的其他晶粒细化元素，最大含量为0.3重量％且总量＜0.5％的杂质和次要合金化元素，所述杂质和次要合金化元素是选自钪(Sc)、锆(Zr)、镍(Ni)、铬(Cr)、铌(Nb)、钆(Gd)、钙(Ca)、钇(Y)、锑(Sb)、铋(Bi)、钕(Nd)、镱(Yb)、钒(V)、铬(Cr)、铍(Be)和硼(B)的元素中的至少一种，和余量的铝。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于高压压铸的铝合金，特别是一种高强度铸铝合金，其除了铝之外，还包含：硅化镁、镁、锰、钛和至少一种其他增强元素作为主要合金化组分，用于晶粒细化或性质增强的次要元素，和属于不可避免的杂质的元素。高压压铸是已良好发展的用于从铝合金制造零件的技术工艺之一。压铸零件的品质取决于若干因素，包括机器参数、合金的化学组成和熔体制备的工艺。公知的是，合金组成是最关键的因素之一，并且它本身显著影响铸造性、进料行为、机械特性和铸造工具的寿命。铝压铸部件在其中结构部件需要承受高应力的工业中有特别的重要性。日益增加的施加在铝压铸零件上的机械要求需要高强度铝合金。目前，已登记的铸铝合金基本上是基于Al-Si、Al-Si-Cu、Al-Mg、Al-Mg-Si体系的，这些体系提供120至180MPa的屈服强度，250MPa至300MPa的UTS，3至10％的伸长率。这些不能满足其中屈服强度在300MPa的水平、极限抗拉强度(UTS)高于400MPa和伸长率在2％的水平的高强度的需要。因此，新的合金是必需的，以借助特别的合金组成和适当的加工方法在压铸部件中获得高强度。出于现有技术的状态，大量参考文献已经公开了提供高强度的铸铝合金的合金组成。这样的参考文献的实例包括WO/2006/122341、US 6773664、WO/2005/047554、EP 1371741、JP54019409和EP0819778。在WO/2006/122341中，描述了一种铝合金，是高强度铸铝合金，包含2.0重量％至6.0重量％的Cu、0.05重量％至1.0重量％的Mn、0.01重量％至0.5重量％的Ti、0.01重量％至0.2重量％的Cr、0.01重量％至0.4重量％的Cd、0.01重量％至0.25重量％的Zr、0.005重量％至0.04重量％的B、0.05重量％至0.3重量％的稀土元素和余量的Al以及痕量杂质。US 6773664公开了一种用于铸造操作的铝-镁合金，其按重量％计由Mg 2.7-6.0、Mn 0.4-1.4、Zn 0.10-1.5、Zr最大0.3、V最大0.3、Sc最大
0.3、Ti最大0.2、Fe最大1.0、Si最大1.4、余量的铝和不可避免的杂质组成。该铸造合金特别适合于压铸操作中的应用。WO/2005/047554公开了一种含有钪的Al-Mg-Si铸铝合金。其包含至少1.0至8.0重量％镁(Mg)，＞1.0至4.0重量％硅(Si)，0.01至＜0.5重量％钪(Sc)，0.005至0.2重量％钛(Ti)，0 0.5重量％的选自由以下各项组成的组的元素或元素组：锆(Zr)，铪(Hf)，钼(Mo)，铽(Tb)，铌(Nb)，钆(Gd)，铒(Er)和钒(V)，0-088重量％锰(Mn)，0 0.3重量％铬(Cr)，0 1.0重量％铜(Cu)，0 0.1重量％锌(Zn)，0 0.6重量％铁(Fe)，0 0.004重量％铍(Be)和剩余的铝及此外单独最多0.1重量％且总体最多0.5重量％的杂质。在EP 1371741中，公开了一种具有高强度的铸铝合金，包含3.5至4.3％的Cu、5.0至7.5％的Si、0.10至0.25％的Mg、不大于0.2％的Fe、0.0004至0.0030％的P、0.05至0.2％的Sb，并且余量包含Al和不可避免的杂质。还公开了一种通过以下方式获得的高强度铸铝合金：铸造用于铸造的高强度铝合金(其包含3.5至4.3％的Cu、5.0至7.5％的Si、0.10至0.25％的Mg、不大于0.2％的Fe、0.0004至0.0030％的P、0.05至0.2％的Sb、0.05至0.35％的Ti和余量包含Al及不可避免的杂质)，并对这样铸造的合金进行T6处理。JP54019409公开了一种用于压铸的高强度铝合金，通过限制其中Cu、Mg、Si、Fe等的含量，具有最小化的铸造裂纹和改进的热处理后的抗拉强度和屈服强度。EP0819778公开了一种高强度的铝系合金，其基本上由以下通式表示的组成构成：AlbalMnaMb或AlbalMnaMbTMc，其中M表示一个以上选自由Ni、Co、Fe和Cu组成的组的成员，TM表示一个以上选自由Ti、V、Cr、Y、Zr、La、Ce和Mm组成的组的成员，并且a、b和c各自表示在以下范围内的原子百分数(原子％)：2≤a≤5，2≤b≤6和0＜c≤2，并且在其结构中含有Al9Co2型结构的单斜晶体的金属间化合物。该Al系合金具有出色的机械性质，包括高硬度、高强度和高伸长率。这些铝合金意在为工业提供改善的屈服强度或极限抗拉强度以及合理的伸长率。与这些合金相关的主要问题包括以下问题中的至少一个：(1)
强度不足于满足工业中的需要；(2)为了开发机械性质上的潜在改善，需要全固溶处理中的长时间的高温以及长的时效处理时间；(3)一些合金仅仅适合于永久型铸造和砂型铸造，但不可用于高压压铸；(4)一些合金含有高含量的高价的稀土元素，并且昂贵的材料如钪将导致对于产品的成本忧虑和在应用期间潜在的供应问题。在以下出版物中公开了其他铝合金：JP H05163546A(NIKKEI)、JP H03264637 A(FURUKAWA)、US 3868250 A(ZIMMERMANN)、EP0918096 A1(ALUSUISSE)、WO 2005/045081 A1(ARC)、CN 102796925 A(UNIV)、DD 4063 A(EIGENTUM)、DE 1201562 B(HONSEL)和JP H04218640 A(KASEI)。本专利技术寻求提供改善的铝合金。根据本专利技术的第一方面，提供了一种高强度铸铝合金，所述铝合金包含：4至14重量％的硅化镁，4至12重量％的镁，大于0重量％但不大于12重量％的量的元素X，所述元素X是铜(Cu)、锌(Zn)、银(Ag)、金(Au)或锂(Li)或它们的任意组合，0.1至1.5重量％的锰，不大于1.5重量％的铁，最大总含量为0.8重量％的杂质和次要合金化元素，并且其中没有任何选自钪(Sc)、锆(Zr)、镍(Ni)、铬(Cr)、铌(Nb)、钆(Gd)、钙(Ca)、钇(Y)、锑(Sb)、铋(Bi)、钕(Nd)、镱(Yb)、钒(V)、铬(Cr)、铍(Be)和硼(B)中的单个元素大于0.5％，并且所述合金的剩余部分是铝。根据本专利技术的优选的合金具有出色的强度，并且能够用高压压铸制造，特别对于具有高于300MPa的屈服强度、高于400MPa的UTS和2％水平的伸长率的合金来说。据信，用本专利技术可行的改善的性质平衡，尤其是较高的强度和合适的延展性，是由于在给定范围内的合金化元素Mg2Si、Mg、Mn与至少一种其他用于强化的主元素以及至少一种用于晶粒细化或强度增强的其他次
要特殊元素添加和不可避免的杂质的组合导致的。硅化镁(Mg2Si)是镁与硅以1.73∶1的比率的组合。Mg2Si是与铝形成假共晶合金的假元素，并且在Al-Mg2Si合金中提供主要的强化，其中当Mg2Si少于13.9重量％时优先相(prior phase)为α-Al。因此，Mg2Si可以提供固溶强化(solution strengthening)和沉淀强化。Mg2Si也因此用于铸造本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高强度铸铝合金，所述铝合金包含：4至14重量％的硅化镁，4至12重量％的镁，大于0重量％但不大于12重量％的量的元素X，所述元素X是铜(Cu)、锌(Zn)、银(Ag)、金(Au)或锂(Li)或它们的任意组合，0.1至1.5重量％的锰，不大于1.5重量％的铁，最大总含量为0.8重量％并且其中没有任何单个元素大于0.5％的杂质和次要合金化元素，所述单个元素选自钪(Sc)、锆(Zr)、镍(Ni)、铬(Cr)、铌(Nb)、钆(Gd)、钙(Ca)、钇(Y)、锑(Sb)、铋(Bi)、钕(Nd)、镱(Yb)、钒(V)、铬(Cr)、铍(Be)和硼(B)，并且所述合金的剩余部分是铝。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.11 GB 1402323.81.一种高强度铸铝合金，所述铝合金包含：4至14重量％的硅化镁，4至12重量％的镁，大于0重量％但不大于12重量％的量的元素X，所述元素X是铜(Cu)、锌(Zn)、银(Ag)、金(Au)或锂(Li)或它们的任意组合，0.1至1.5重量％的锰，不大于1.5重量％的铁，最大总含量为0.8重量％并且其中没有任何单个元素大于0.5％的杂质和次要合金化元素，所述单个元素选自钪(Sc)、锆(Zr)、镍(Ni)、铬(Cr)、铌(Nb)、钆(Gd)、钙(Ca)、钇(Y)、锑(Sb)、铋(Bi)、钕(Nd)、镱(Yb)、钒(V)、铬(Cr)、铍(Be)和硼(B)，并且所述合金的剩余部分是铝。2.如权利要求1中所述的铝合金，所述铝合金另外包含不超过0.4重量％的用于细化所述合金的晶粒的Ti、V、Zr、Cr、Nb或Sc。3.如权利要求1或2中所述的铝合金，所述铝合金包含：5至14重量％的硅化镁，3至12重量％的镁，2至12重量％的元素X，0.1至1.2重量％的锰，0.02至0.4重量％的钛，不大于1.5重量％的铁，和杂质元素，所述杂质元素的含量为对于任何一种元素为最大0.3重量％且总含量不大于0.3％。4.如任一在前权利要求中所述的铝合金，所述铝合金包含：6至10重量％的硅化镁，4至9重量％的镁，3至8重量％的元素X，0.3至0.8重量％的锰，0.08至0.3重量％的...
【专利技术属性】
技术研发人员：冀守勋，樊中云，阎锋，
申请(专利权)人：布鲁内尔大学，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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