改善的7XX铝铸造合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了新型7xx铝铸造合金。所述铝铸造合金一般包含3.0至8.0重量％的Zn、1.0至3.0重量％的Mg，其中所述Zn的重量％超过所述Mg的重量％；0.35至1.0重量％的Cu，其中所述Mg的重量％超过所述Cu的重量％；0.05至0.30重量％的V；0.01至1.0重量％的至少一种次要元素(Mn、Cr、Zr、Ti、B以及它们的组合)；至多0.50重量％的Fe以及至多0.25重量％的Si，余量为铝和其他元素，其中所述其他元素中的每一种在所述铝铸造合金中的含量不超过0.05重量％，并且其中所述其他元素的总量在所述铝铸造合金中的含量不超过0.15重量％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本专利申请要求于2014年4月30日提交的名为“IMPROVED 7XX ALUMINUM CASTING ALLOYS,AND METHODS FOR MAKING THE SAME”（改善的7XX铝铸造合金及其制备方法）的美国临时专利申请第61/986,249号的优先权权益，该文献全文以引用方式并入本文。
技术介绍
铝合金可用于各种各样的应用。然而，要改进铝合金的一种特性而不使其另一种特性退化很难实现。例如，要增加铝铸造合金的强度而不影响其他性能（诸如，铸造性、伸长率或应力腐蚀开裂性）比较困难。参见例如美国专利申请公开第2008/0066833号。
技术实现思路
广义地讲，本专利申请涉及改善的7xx铝铸造合金及其制备方法。该新型7xx铝铸造合金可例如实现强度、耐腐蚀性、铸造性及抗疲劳失效等等中至少两个的组合的改善。该新型7xx铝铸造合金一般包含（在某些情况下，基本上由以下物质组成，或由以下物质组成）主要合金元素和至少一种次要元素，所述主要合金元素为锌(Zn)、镁(Mg)、铜(Cu)和钒(V)，所述至少一种次要元素选自锰(Mn)、铬(Cr)、锆(Zr)、钛(Ti)和硼(B)，余量为铝(Al)、铁(Fe)、硅(Si)和其他元素，如下文所定义。就锌而言，该新型7xx铝铸造合金一般包含3.0至8.0重量%的Zn。在一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过7.5重量%的Zn。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过7.0重量%的Zn。在又一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过6.5重量%的Zn。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过6.0重量%的Zn。在又一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过5.5重量%的Zn。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过5.0重量%的Zn。在一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含至少3.25重量%的Zn。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含至少3.5重量%的Zn。在又一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含至少3.75重量%的Zn。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含至少4.0重量%的Zn。该新型7xx铝铸造合金一般包含1.0至3.0重量%范围内的Mg。锌的量超过镁的量。在一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过2.75重量%的Mg。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过2.5重量%的Mg。在又一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过2.25重量%的Mg。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过2.0重量%的Mg。在又一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过1.8重量%的Mg。在一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含至少1.1重量%的Mg。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含至少1.2重量%的Mg。在又一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含至少1.3重量%的Mg。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含至少1.4重量%的Mg。该新型7xx铝铸造合金一般包含0.35至1.0重量%范围内的铜。镁的量超过铜的量。如下文所示，铜可有助于（例如）改善耐腐蚀性和/或强度。在一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过0.95重量%的Cu。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过0.90重量%的Cu。在又一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过0.85重量%的Cu。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过0.80重量%的Cu。在一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含至少0.40重量%的Cu。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含至少0.45重量%的Cu。在又一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含至少0.50重量%的Cu。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含至少0.55重量%的Cu。在又一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含至少0.60重量%的Cu。该新型7xx铝铸造合金一般包含0.05至0.30重量%的V。如下文所示，钒可有助于（例如）改善耐腐蚀性。在一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过0.25重量%的V。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过0.20重量%的V。在又一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过0.18重量%的V。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过0.16重量%的V。在又一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过0.15重量%的V。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过0.14重量%的V。在又一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过0.13重量%的V。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过0.12重量%的V。在又一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含不超过0.11重量%的V。在一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含至少0.06重量%的V。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含至少0.07重量%的V。在又一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含至少0.08重量%的V。在另一个实施例中，新型7xx铝铸造合金包含至少0.09重量%的V。当疲劳性能较为关键时，应使用不超过0.15重量%的V。该新型7xx铝铸造合金一般包含（总计）0.01至1.0重量%的一种或多种次要元素，其中所述次要元素选自锰、锆、铬、钛、硼以及它们的组合。此类次要元素可至少部分地有助于（例如）获得适当的晶粒结构和尺寸。在一个实施例中，该新型7xx铝铸造合金包含（总计）0.10至0.80重量%的次要元素。在另一个实施例中，该新型7xx铝铸造合金包含（总计）0.15至0.60重量%的次要元素。在另一个实施例中，该新型7xx铝铸造合金包含（总计）0.15至0.45重量%的次要元素。所述一种或多种次要元素可以有助于形成适当晶粒尺寸和结构的任意组合形式包含在该新型7xx铝铸造合金中，只要次要元素的总量在上文所提供的范围内。在一个实施例中，该次要元素至少包括锆。在另一个实施例中，该次要元素至少包括锆和钛。在又一个实施例中，该次要元素至少包括锆、钛和硼。在又一个实施例中，该次要元素至少包括锆、镁、钛和硼。在部分这些实施例中，该新型7xx铝铸造合金基本上不含铬，如下文所定义。在另一个实施例中，该次要元素包括锆、镁、钛、铬和硼中的全部。在其他实施例中，该新型7xx铝铸造合金至少包含铬，但基本上不含镁、锆、钛和硼中的一种或多种，如下文所定义。在存在锰的实施例中，该新型7xx铸合金一般包含0.01至0.50重量%的Mn。在一个实施例中，该新型7xx铝铸造合金包含0.01至0.25重量%的Mn。在另一个实施例中，该新型7xx铝铸造合金包含0.01至0.15重量%的Mn。在又一个实施例中，该新型7xx铝铸造合金包含0.01至0.10重量%的Mn。在另一个实施例中，该新型7xx铝铸造合金包含0.01至0.09重量%的Mn。在又一个实施例中，该新型7xx铝铸造合金包含0.01至0.08重量%的Mn。在又一个实施例中，该新型7xx铝铸造合金包含0.01至0.07重量%的Mn。在一些实施例中，该新型7xx铝铸造合金基本上不含锰，并且在这些实施例中包含小于0.01重量%的Mn。在存在锆的实施例中，该新型7xx铸合金一般包含0.05至0.25重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝铸造合金，由以下元素组成：(a)3.0至8.0重量％的Zn；(b)1.0至3.0重量％的Mg；其中所述Zn的重量％超过所述Mg的重量％；(c)0.35至1.0重量％的Cu；其中所述Mg的重量％超过所述Cu的重量％；(d)0.05至0.30重量％的V；(e)0.01至1.0重量％的至少一种次要元素，其中所述至少一种次要元素选自Mn、Cr、Zr、Ti、B以及它们的组合；其中，当存在Mn作为次要元素时，所述铝铸造合金包含不超过0.50重量％的Mn；其中，当存在Cr作为次要元素时，所述铝铸造合金包含不超过0.40重量％的Cr；其中，当存在Zr作为次要元素时，所述铝铸造合金包含不超过0.25重量％的Zr；其中，当存在Ti作为次要元素时，所述铝铸造合金包含不超过0.25重量％的Ti；其中，当存在B作为次要元素时，所述铝铸造合金包含不超过0.05重量％的B；(f)至多0.50重量％的Fe；(g)至多0.25重量％的Si；以及(h)余量为铝和其他元素，其中所述其他元素中的每一种在所述铝铸造合金中的含量不超过0.05重量％，并且其中所述其他元素的总量在所述铝铸造合金中的含量不超过0.15重量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.30 US 61/986,2491.一种铝铸造合金，由以下元素组成：(a)3.0至8.0重量％的Zn；(b)1.0至3.0重量％的Mg；其中所述Zn的重量％超过所述Mg的重量％；(c)0.35至1.0重量％的Cu；其中所述Mg的重量％超过所述Cu的重量％；(d)0.05至0.30重量％的V；(e)0.01至1.0重量％的至少一种次要元素，其中所述至少一种次要元素选自Mn、Cr、Zr、Ti、B以及它们的组合；其中，当存在Mn作为次要元素时，所述铝铸造合金包含不超过0.50重量％的Mn；其中，当存在Cr作为次要元素时，所述铝铸造合金包含不超过0.40重量％的Cr；其中，当存在Zr作为次要元素时，所述铝铸造合金包含不超过0.25重量％的Zr；其中，当存在Ti作为次要元素时，所述铝铸造合金包含不超过0.25重量％的Ti；其中，当存在B作为次要元素时，所述铝铸造合金包含不超过0.05重量％的B；(f)至多0.50重量％的Fe；(g)至多0.25重量％的Si；以及(h)余量为铝和其他元素，其中所述其他元素中的每一种在所述铝铸造合金中的含量不超过0.05重量％，并且其中所述其他元素的总量在所述铝铸造合金中的含量不超过0.15重量％。2.根据权利要求1所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过7.5重量％的Zn。3.根据权利要求1所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过7.0重量％的Zn。4.根据权利要求1所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过6.5重量％的Zn。5.根据权利要求1所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过6.0重量％的Zn。6.根据权利要求1所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过5.5重量％的Zn。7.根据权利要求1所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过5.0重量％的Zn。8.根据权利要求1至7中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含至少3.25重量％的Zn。9.根据权利要求1至7中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含至少3.5重量％的Zn。10.根据权利要求1至7中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含至少3.75重量％的Zn。11.根据权利要求1至7中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含至少4.0重量％的Zn。12.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过2.75重量％的Mg。13.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过2.5重量％的Mg。14.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过2.25重量％的Mg。15.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过2.0重量％的Mg。16.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过1.8重量％的Mg。17.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含至少1.1重量％的Mg。18.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含至少1.2重量％的Mg。19.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含至少1.3重量％的Mg。20.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含至少1.4重量％的Mg。21.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含至少0.40重量％的Cu。22.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含至少0.45重量％的Cu。23.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含至少0.50重量％的Cu。24.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含至少0.55重量％的Cu。25.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含至少0.60重量％的Cu。26.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过0.95重量％的Cu。27.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过0.90重量％的Cu。28.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过0.85重量％的Cu。29.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过0.80重量％的Cu。30.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过0.35重量％的Fe。31.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过0.25重量％的Fe。32.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过0.15重量％的Fe。33.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过0.10重量％的Fe。34.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过0.20重量％的Si。35.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过0.15重量％的Si。36.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过0.10重量％的Si。37.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含不超过0.05重量％的Si。38.根据前述权利要求中任一项所述的铝铸造合金，其中所述合金包含至少0.01重量％的Si和至少0.01重量％的Fe。39.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：严新炎，E·斯密艾利，J·C·林，张文平，J·D·布赖恩特，
申请(专利权)人：美铝公司，
类型：发明
国别省市：美国;US