用于制备变速箱壳体的铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及用于制备变速箱壳体的铝合金及其制备方法，属于铝合金领域，其按硅9.5‑12.5％，铜2.5‑3.5％，镍0.5‑0.75％，镁3.5‑4.5％，锌7.5‑8.5％，锰2.5‑3.5％，钛0.9‑1.1％，铬1.5‑2.5％，镧0.01‑0.015％，钇0.002‑0.004％，钐0.01‑0.015％，余量为铝备取原料，将原料升温至775‑785℃熔化，从容器底部向熔融状态原料通入预热2‑3min的氦气，去除熔渣和浮渣，静置20‑30min后浇铸到模具中，得初制壳体，在510‑515℃淬火处理和在160‑220℃时效处理，该铝合金的高温力学性能和密封性良好，延长变速箱使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
用于制备变速箱壳体的铝合金及其制备方法
本专利技术涉及铝合金领域，且特别涉及一种用于制备变速箱壳体的铝合金及其制备方法。
技术介绍
在汽车的部件领域，钢板因其高强度、良好的机械性能、好的成型而被广泛应用。但是，其密度较大，会导致整个汽车重量增加，从而增加能耗，随着近年来环保意识的不断提升，要求从总体上降低汽车的重量，钢板的使用则受到了不小的限制。铝合金的比重仅为钢板的三分之一左右，因此其越来越多的被应用于汽车的部件领域，但是就汽车的变速箱壳体而言，需要铝合金材料具有良好的抗拉强度，抗疲劳强度和耐磨性等综合机械性能。现有技术中要使铝合金变速箱壳体能满足抗裂、抗摩擦、拉伸性能等，则会在一定程度上导致汽车整体的重量增加，而汽车的重量增大，会导致废气污染变严重，不利于环保，甚至达不到法规规定的相关汽车废气排放的相关规定；同时变速箱壳体的重量的增加会不利于变速箱壳体的散热，从而影响变速箱的密封性，进而导致变速箱容易漏油，不利于汽车的长期使用，润滑油的消耗较大，汽车使用的成本增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于制备变速箱壳体的铝合金，其加工性能好、比重轻、耐腐蚀性能良好，且具有良好的室温性能和高温性能，能够保证变速箱壳体在使用过程中良好的抗裂性能等，同时有利于变速箱壳体的高温力学性能和散热性能，确保变速箱的密封性，减少变速箱漏油，减少汽车使用使润滑油的消耗，降低汽车的使用成本并延长变速箱的使用寿命。本专利技术的另一目的在于提供一种用于制备变速箱壳体的铝合金的制备方法，能够快速、充分的除去铝合金中的气体和杂质，减少制备出的铝合金中的气泡的数量和杂质的含量，提升铝合金的强度、抗拉性能等，同时没有增加变速箱壳体的重量，有利于变速箱壳体的高温力学性能和散热性能，提升变速箱壳体的密封性，减少润滑油渗漏的情况，延长变速箱壳体的使用寿命。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。一种用于制备变速箱壳体的铝合金，以重量百分比计，包括：硅9.5-12.5％，铜2.5-3.5％，镍0.5-0.75％，镁3.5-4.5％，锌7.5-8.5％，锰2.5-3.5％，钛0.9-1.1％，铬1.5-2.5％，镧0.01-0.015％，钇0.002-0.004％，钐0.01-0.015％，余量为铝。一种用于制备变速箱壳体的铝合金的制备方法，包括按比例称取上述用于制备变速箱壳体的铝合金的原料，将原料升温至775-785℃直至熔化于容器中；从容器底部向熔融状态的原料通入预热了2-3min的氦气，并除去反应熔渣和浮渣，静置20-30min后浇铸到模具中，冷却后取出，得到初制壳体，然后对初制壳体进行淬火处理和时效处理；淬火处理的温度为510-515℃，时效处理的温度为160-220℃。本专利技术实施例的用于制备变速箱壳体的铝合金及其制备方法的有益效果是：该用于制备变速箱壳体的铝合金中的硅元素能够在不增加铝合金比重的前提下增强铝合金的抗拉强度和硬度等机械性能，同时Cu加入到Al-Si合金中会形成α固溶体、CuAl2和Si相。α相分别与CuAl2和Si构成两相共晶体，同时这三个相又可共同构成三相共晶体。当铜作为强化相固溶于铝基体中或以颗粒状化合物存在时，可进一步显著提高变速箱壳体的铝合金的强度和硬度，故该铝合金的加工性能好、比重轻、耐腐蚀性能良好，且具有良好的室温性能和高温性能，能够保证变速箱壳体在使用过程中良好的抗裂性能等，同时因为比重轻有利于变速箱壳体的散热性能，确保变速箱的密封性，减少变速箱漏油，减少汽车使用使润滑油的消耗，降低汽车的使用成本并延长变速箱的使用寿命；该制备方法能够快速、充分的除去铝合金中的气体和杂质，减少制备出的铝合金中的气泡的数量和杂质的含量，进一步确保在不增加铝合金重量的情况下，提升铝合金的强度、抗拉性能等，有利于变速箱壳体的高温力学性能和散热性能，进一步提升变速箱壳体的密封性，减少润滑油渗漏的情况，延长变速箱壳体的使用寿命。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的用于制备变速箱壳体的铝合金及其制备方法进行具体说明。本专利技术实施例提供的一种用于制备变速箱壳体的铝合金，其以重量百分数计，包括：硅9.5-12.5％，铜2.5-3.5％，镍0.5-0.75％，镁3.5-4.5％，锌7.5-8.5％，锰2.5-3.5％，钛0.9-1.1％，铬1.5-2.5％，镧0.01-0.015％，钇0.002-0.004％，钐0.01-0.015％，余量为铝。本专利技术提供的一种用于制备变速箱壳体的铝合金的制备方法，包括：按照比例配备上述的各种原料，将各种原料升温熔化于容器中，从容器的底部向熔融状态的原料通入预热的氦气，并去除反应熔渣和浮渣，静置后浇铸到模具中，冷却后取出，得到初制壳体，然后对初制壳体进行淬火处理和时效处理。具体的，本专利技术的用于制备变速箱壳体的铝合金及其制备方法按照以下步骤进行：S1备料步骤：按照比例配备原料，其中原料包括：9.5-12.5％的硅，2.5-3.5％的铜，0.5-0.75％的镍，3.5-4.5％的镁，7.5-8.5％的锌，2.5-3.5％的锰，0.9-1.1％的钛，1.5-2.5％的铬，0.01-0.015％的镧，0.002-0.004％的钇，0.01-0.015％的钐，余量为铝。硅(Si)元素的主要作用是改善变速箱壳体的铝合金的流动性，此外，硅晶粒的化学稳定性好且具有较强的硬度。通常，随着变速箱壳体的铝合金中硅元素的含量的增加，能够提高变速箱壳体的铝合金的抗拉强度和硬度，使含硅元素的变速箱壳体的铝合金具有比纯铝更高的耐腐蚀和耐磨性，同时不会增加铝合金的比重，即不会降低铝合金的散热性。但是，变速箱壳体的铝合金中的硅元素含量过高时，对变速箱壳体的铝合金的热导性能会产生不利影响。本专利技术中硅元素优选的含量为9.5-10.5％，即能够保证变速箱壳体的铝合金具有较强的抗拉强度、硬度耐磨性，又保证了变速箱壳体的铝合金良好的热导性，即增加了变速箱壳体的散热性能，增强了变速箱壳体的密封性，减少润滑油的消耗，延长变速箱壳体的使用寿命。铜(Cu)元素的主要作用是改善变速箱壳体的铝合金的机械强度及抗腐蚀性能。Cu加入到Al-Si合金中会形成α固溶体、CuAl2和Si相。α相分别与CuAl2和Si构成两相共晶体，同时这三个相又可共同构成三相共晶体。为了避免Si元素含量过高导致降低铝合金的导热性降低而减少了一定的Si元素的含量，可能会影响铝合金一定的强度和硬度，而Cu元素的合理添加可以有效的避免这一点，当铜作为强化相固溶于铝基体中或以颗粒状化合物存在时，可显著提高变速箱壳体的铝合金的强度和硬度，避免壳体出现机械损伤，而降低密封性，延长变速箱壳体的使用寿命。镍(Ni)元素的主要作用是提高铝合金的抗腐蚀性能和延展性等，能够提高变速箱壳体的耐磨性、抗拉强度等机械性能。但是，镍的含量过高会不利于铝合金的散热，故优选的本专利技术中的镍元素的在0.5-0.65％范围，既能满足铝合金的抗腐蚀性能和延展性等，又能保证该铝合金有良好的散本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备变速箱壳体的铝合金，其特征在于，以重量百分比计，包括：硅9.5‑12.5％，铜2.5‑3.5％，镍0.5‑0.75％，镁3.5‑4.5％，锌7.5‑8.5％，锰2.5‑3.5％，钛0.9‑1.1％，铬1.5‑2.5％，镧0.01‑0.015％，钇0.002‑0.004％，钐0.01‑0.015％，余量为铝。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备变速箱壳体的铝合金，其特征在于，以重量百分比计，包括：硅9.5-12.5％，铜2.5-3.5％，镍0.5-0.75％，镁3.5-4.5％，锌7.5-8.5％，锰2.5-3.5％，钛0.9-1.1％，铬1.5-2.5％，镧0.01-0.015％，钇0.002-0.004％，钐0.01-0.015％，余量为铝。2.根据权利要求1所述的用于制备变速箱壳体的铝合金，其特征在于，所述铝合金按重量百分比计，包括所述钇0.002-0.003％。3.根据权利要求1所述的用于制备变速箱壳体的铝合金，其特征在于，所述铝合金按重量百分比计，包括所述镍0.5-0.65％。4.根据权利要求1所述的用于制备变速箱壳体的铝合金，其特征在于，所述铝合金按重量百分比计，包括所述镧0.01-0.012％。5.根据权利要求1所述的用于制备变速箱壳体的铝合金，其特征在于，所述铝合金按重量百分比计，包括所述钐0.01-0.012％。6.根据权利要求1所述的用于制备变速箱壳体的铝合金，其特征在于，所述铝合金按重量百分比计，包括所述硅9.5-10.5％。7.一种如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王增潮，李新生，罗乐，
申请(专利权)人：重庆顺博铝合金股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50