【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于压铸铝合金，具体涉及免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着特斯拉的一体化压铸技术问世，我国压铸行业将迎来巨大的挑战和变革。传统汽车制造通常将几十个或几百个小型的零部件通过焊接或铆接的方式连接成一个大型构件，而一体化压铸技术可通过大吨位的压铸机将上述小型零部件集成到1至2个零件上，这不仅缩短了制造时间，简化了生产工序，还提升了产品的精度，提高了原材料的利用率，最为重要的是降低生产成本。一体化压铸技术的成熟和量产，给铝合金材料行业带来了挑战和机遇，之前各个零部件独立压铸生产，产品的大小和壁厚方便做热处理，实现产品所需的性能指标，但是大型一体化压铸件的尺寸增大几十倍或上百倍，且有的地方壁厚薄，有的地方壁厚厚，不再适合做热处理，其原因是热处理很容易造成大型压铸件的变形，加大后续的整形难度，从而增加压铸件的报废率，增加制造成本。因此，一体化压铸首先需要材料是要满足免热处理的要求。
2、目前国内外对于免热处理的铝合金也进行了研究，并取得了一些成果，然而这些免热处理的材料的研究突破主要都是集中在亚共晶型铝硅合金上。例如cn114293058a公开了一种高强韧免热处理材料的制备方法，cn114438380a公开了一种免热处理高韧性alsi铝合金及其制备方法，均是免热处理亚共晶型铝硅合金的研究。然而亚共晶型铝硅合金，其流动性和压铸性能一般，比不上近共晶和共晶型铝硅合金的压铸性能，难以满足大型一体化的压铸要求。
3、为了较好的满足一体化压铸要求，现有技术中对于流动性和压铸性较好的近
4、并且压铸件厚度不同，性能上会有差异，压铸薄壁件的力学性能高于压铸厚壁件的力学性能。因此近共晶铝硅合金需要得到厚壁压铸件较好的力学性能更是不容易。德国莱恩公司公布的一种免热处理高强韧铝硅合金castasil 37，该合金对于2-3mm壁厚的压铸件在免热处理状态下，抗拉强度为260-300mpa，屈服强度为120-150mpa，伸长率10-14％。对于5-7mm壁厚的压铸件在免热处理状态下，抗拉强度为200-250mpa，屈服强度为80-110mpa，伸长率10-14％。在厚壁压铸件中满足不了高强韧的要求。德国莱恩公司还公布的一种免热处理高强韧铝镁合金magsimal-59，该合金对于2-4mm壁厚的压铸件在免热处理状态下，抗拉强度为310-340mpa，屈服强度为160-220mpa，伸长率12-18％。对于6-12mm壁厚的压铸件在免热处理状态下，抗拉强度为220-260mpa，屈服强度为120-145mpa，伸长率8-12％，在厚壁压铸件中达不到高强韧的要求。又如专利申请号为202111516888.0提供了一种免处理铝合金及其制备方法，其为近共晶铝硅合金，但它是需要采用真空压铸的条件，成本较高。而且该方案仅能实现2-3mm的薄壁件具有较好力学性能，不能满足较厚的厚壁依然能够具有较好的力学性能。在大型一体化压铸件中，既有薄壁的部位也有厚壁的部位，这些部位都要求同时达到高强韧的要求。
5、综上，要得到一款在免热处理情况下，还能实现不仅薄壁部位而且厚壁部位的压铸件都具有高强韧性能并且低成本的近共晶铝硅合金是非常不容易的。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种低成本、高强韧的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料及其制备方法。
2、本专利技术提供一种免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，所述铝硅合金材料按质量百分比计，包括si：9.6-11.8%；fe：≤0.15%；cu：≤0.03%；mn：0.3-0.8%；mg：0-0.2%；zn：≤0.05%；ti：0-0.15%；zr：0-0.25%；稀土0-0.2%；sr：0.01-0.05%；pb：≤0.1%；sn：≤0.01%；cd：≤0.01%；晶种或变质剂0.05%-0.5%，其余为al，所述晶种为tcb晶种，所述变质剂为al-sr-re复合合金。
3、优选地，所述mg为0.0075-0.2%；所述zr 为0.0003-0.25%；所述稀土包括ce和la，所述ce为0.0012-0.1%；所述la为0.0003-0.1%。
4、优选地，所述tcb晶种按质量百分比计，包括ti：4.5-5.5%，c：0.1-0.2%，b：0.15-0.25%，ce：0.4-0.6%，mn：≤0.1%，fe：≤0.4%，si：≤0.1%，v：≤0.1%，余量为al。
5、优选地，所述al-sr-re复合合金中sr的质量含量为8-12%，re的质量含量为8-12%，其余为al。
6、优选地，所述免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料在压铸前对铝熔体采用氩气或氮气进行除气20-30分钟，除气后清除浮渣，当压铸的铝熔体中sr含量因烧损降至低于下限时需要补加铝锶中间合金或采用al-sr-re复合合金进行调整。
7、优选地，所述免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料在压铸前重熔的铝熔体温度≤760℃；压铸时，压铸铝液温度控制在700±15℃，压铸模具温度控制在200±10℃。
8、本专利技术还提供一种免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料的制备方法，包括如下步骤：
9、加入低铁铝锭、低铁的金属硅、预热的锰添加剂、钛添加剂和金属镁；
10、进行的微合金化或晶粒细化变质，当进行晶微合金化时，先加入铝锆中间合金，搅拌熔化后净置10-20分钟，再加入经过预热的铝锶中间合金，然后加入tcb晶种；当进行晶粒细化变质时，加入预热的al-sr-re复合合金；
11、铝液温度在700±10℃之间浇铸。
12、优选地，当所述制备方法采用晶粒细化变质时，整体制备方法包括如下步骤：
13、s101、加入85-90%的低铁铝锭和低铁的金属硅后，开火熔化并升温至800-850℃，净置30-40分钟；第一次去除表面浮渣；
14、s102、温度在800-850℃时，加入一半已经预热的锰添加剂，搅拌熔化后净置10-20分钟；
15、s103、再加入余下预热的锰添加剂和钛添加剂，搅拌熔化后净置10-20分钟；
16、s104、加入余下的铝锭，调整铝液温度至740-760℃，第二次去除表面浮渣；
17、s105、采本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，其特征在于，所述铝硅合金材料按质量百分比计，包括Si：9.6-11.8%；Fe：≤0.15%；Cu：≤0.03%；Mn：0.3-0.8%；Mg：0-0.2%；Zn：≤0.05%；Ti：0-0.15%；Zr：0-0.25%；稀土0-0.2%；Sr：0.01-0.05%；Pb：≤0.1%；Sn：≤0.01%；Cd：≤0.01%；晶种或变质剂0.05%-0.5%，其余为Al，所述晶种为TCB晶种，所述变质剂为Al-Sr-RE复合合金。
2.如权利要求1所述的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，其特征在于，所述Mg为0.0075-0.2%；所述Zr 为0.0003-0.25%；所述稀土包括Ce和La，所述Ce为0.0012-0.1%；所述La为0.0003-0.1%。
3.如权利要求1所述的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，其特征在于，所述TCB晶种按质量百分比计，包括Ti：4.5-5.5%，C：0.1-0.2%，B：0.15-0.25%，Ce：0.4-0.6%，Mn：≤0.1%，Fe：≤0.4%，Si：≤0.1%，V
4.如权利要求1所述的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，其特征在于，所述Al-Sr-RE复合合金中Sr的质量含量为8-12%，RE的质量含量为8-12%，其余为Al。
5.如权利要求1所述的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，其特征在于，所述免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料在压铸前对铝熔体采用氩气或氮气进行除气20-30分钟，除气后清除浮渣，当压铸的铝熔体中Sr含量因烧损降至低于下限时需要补加铝锶中间合金或采用Al-Sr-RE复合合金进行调整。
6.如权利要求1所述的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，其特征在于，所述免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料在压铸前重熔的铝熔体温度≤760℃；压铸时，压铸铝液温度控制在700±15℃，压铸模具温度控制在200±10℃。
7.如权利要求1-6任一项所述的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.如权利要求7所述的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料的制备方法，其特征在于，当所述制备方法采用晶粒细化变质时，整体制备方法包括如下步骤：
9.如权利要求7所述的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料的制备方法，其特征在于，浇铸过程采用氩气或氮气通过15-25μm孔径的透气砖在过滤箱或流槽的底部进行在线除气，并确保针孔不高于2级。
10.如权利要求7所述的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料的制备方法，其特征在于，所述浇铸前还包括用氩气或氮气对铝熔体进行除气的步骤，除气时铝液翻滚高度不大于15cm，气压在0.1-0.2MPa之间。
...【技术特征摘要】
1.一种免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，其特征在于，所述铝硅合金材料按质量百分比计，包括si：9.6-11.8%；fe：≤0.15%；cu：≤0.03%；mn：0.3-0.8%；mg：0-0.2%；zn：≤0.05%；ti：0-0.15%；zr：0-0.25%；稀土0-0.2%；sr：0.01-0.05%；pb：≤0.1%；sn：≤0.01%；cd：≤0.01%；晶种或变质剂0.05%-0.5%，其余为al，所述晶种为tcb晶种，所述变质剂为al-sr-re复合合金。
2.如权利要求1所述的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，其特征在于，所述mg为0.0075-0.2%；所述zr 为0.0003-0.25%；所述稀土包括ce和la，所述ce为0.0012-0.1%；所述la为0.0003-0.1%。
3.如权利要求1所述的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，其特征在于，所述tcb晶种按质量百分比计，包括ti：4.5-5.5%，c：0.1-0.2%，b：0.15-0.25%，ce：0.4-0.6%，mn：≤0.1%，fe：≤0.4%，si：≤0.1%，v：≤0.1%，余量为al。
4.如权利要求1所述的免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料，其特征在于，所述al-sr-re复合合金中sr的质量含量为8-12%，re的质量含量为8-12%，其余为al。
...【专利技术属性】
技术研发人员：李升，宋秋福，陈苏坚，李旭涛，
申请(专利权)人：广州致远新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。