本发明专利技术提供一种铝硅镁系铸造铝合金及其制备方法，属于铝合金材料技术领域。该铝合金由以下质量百分比的成分组成：Si：6.8％-7.2％、Mg：0.8％-1.1％、Fe：0.45％-0.6％、Cu：≤0.05％、Zn：≤0.07％、Mn：0.25％-0.45％、Sb：0.1％-0.15％、Ti：0.12％-0.16％，其他杂质元素中单项杂质元素含量≤0.03％，杂质元素总含量≤0.1％，余量为铝。本发明专利技术还提供了该铝硅镁系铸造铝合金的制备方法。本发明专利技术机械性能较高，抗拉强度达到300-330MPa，伸长率1％，屈服强度RP0.2％可以达到249-270MPa，满足高温条件下的机械性能要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝合金材料
，尤其涉及。
技术介绍
在纯铝中加入其它金属或者非金属，可以配制处各种可供压力加工或铸造用的铝合金。根据铝合金的成分和加工工业特点，可将铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金。铸造铝合金可用金属铸造成形工艺直接获得零件的铝合金，这类在工业上应用较为广泛，铸造铝合金中合金化元素硅的最大含量超过多数变形铝合金中的硅含量。铸造铝合金除含有强化元素之外，还必须含有足够量的共晶型元素，以使合金有相当的流动性。现有技术的铸造铝合金，添加到铝中的元素主要由硅、铜、镁、铁、锰、锌等，其中铝硅镁系铸造合金由于热膨胀系数小、热传导性好、热裂倾向小、流动性好等一系列优点，成为铸造铝合金中用量最大的一类合金，可用于汽车的转向机构及壳体、发动机部件、制动泵体、制动钳体等零部件。·中国专利申请(公开号CN102312137A)涉及铝硅镁系铸造铝合金及铸造工艺，该铝合金组分包含以下质量百分比的元素硅6. 5-7. 5 ;镁O. 40-0. 60 ;钛0. 10-0. 30 ;锶O. 01-0. 03 ;铁彡O. 20 ;铜彡O. 10 ;锌彡O. 20 ;锰彡O. 10 ;铍彡O. 01 ;钒彡O. 02 ;其余为铝。该铝合金铸造工艺包括将A356. 2铝锭装炉熔炼；再加入变质材料进行精炼；静置预定时间后进行浇铸；之后依次进行固溶、冷却、转移及时效处理。虽然该铝硅系铸造铝合金克服了现有铝合金强度和延伸率偏低的缺陷，但是由于其成分配伍和制造工艺不合理，仍然难以改变耐热性较低、工作温度一般低于185°C的缺陷，无法满足其制造汽车部件的要求，因此提供一种机械性能较高、具有高速切削加工性能，同时兼具高温力学性能的铝硅镁系铸造铝合金成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的缺陷，提供一种机械性能较好，不仅高速切削加工性能较好，同时兼具高温力学性能高的铝硅镁系铸造铝合金。本专利技术的上述目的可以通过以下技术方案得以实施一种铝硅镁系铸造铝合金，该铝合金由以下质量百分比的成分组成Si 6. 8% -7.2%, Mg 0. 8% -I. I %> Fe O. 45% -O. 6%, Cu :彡 O. 05%, Zn ·.( O. 07%,Mn 0. 25% -O. 45%, Sb 0. 1% -O. 15%, Ti O. 12% -O. 16%,其他杂质元素中单项杂质元素含量< O. 03%,杂质元素总含量< O. 1%,余量为招。本专利技术铝合金铝硅镁系铸造铝合金必然包括硅元素和镁元素，硅元素和镁元素的合理配伍使得铝合金具有热膨胀系数小、热传导性好、热裂倾向小、流动性好等优点，使本专利技术的铸造铝合金明显区别于其它铸造铝合金或变形铝合金。此外硅元素的添加能解决铝铜合金和铝镁合金不能固溶强化的现象。镁元素和铝能有较高的互溶，对铝合金的物理性能有较大提高，现有技术中一般采用Mg的含量控制在O. 4% -O. 6%，采用该含量的镁元素无法使最终铸造铝合金具有高速切削加工性能和高温力学性能达，必须将Mg的含量适量提高至O. 8%以上。但是过多的镁元素容易造成合金脆性增加，，生产过程氧化控制成本较高，所以需将Mg元素的含量控制在I. 1%以下。 铜元素与铝元素一样具有面心立方结构，铜的熔点为1084. 5°C。在铝硅镁系铸造铝合金中添加铜元素，不会形成任何三元化合物。铜和铝的晶格常数相差很大，但铜能溶于铝，因此加入铜元素后，使铝的点阵发生很大的畸变，产生很显著的强化作用，随着铜含量的提高，强度急剧升高而延伸率剧烈下降。本专利技术为保证加工性能，需要较优良的延伸率，因此将铜元素的添加量控制在O. 05%以下。铁元素和钛元素作为过渡族元素，其在平衡条件下几乎不固溶于铝，且以高温稳定高弹性模量弥散的金属间化合物存在，从强化基体和晶界，使得铝硅镁系铸造铝合金具有优良的高温综合力学性能。本专利技术选取的铁、钛元素含量需要合理选取，不能无限扩大其含量，因为铁元素含量过高会引起铸件产生裂纹，使铸件产生脆性，而钛元素需要与铁元素配合才能达到增强铝合金高温性能的效果。锰元素熔点为1244°C。锰元素在铝硅镁系铸造铝合金中起到两方面作用，一为中和铁元素的有害作用，使铁元素仅发挥其正面作用即提高高温性能的作用，因此铁元素和锰元素的配比也是选取锰元素含量的重要参考参数；二为提高铝硅镁系铸造铝合金的耐蚀性，添加锰元素可以细化材料组织，提高再结晶温度，增强铝合金的耐热性。单独添加锌元素对铝合金强度的提高十分有限，同时还存在应力腐蚀开裂倾向，但是锌元素和镁元素能形成强化相Mg/Zn2，能明显提高合金的抗拉强度和屈服强度。为了减弱锌元素的有害作用，利用其有利作用，锌元素的质量百分比通常较小。本专利技术选取的锌元素含量小于等于O. 07%。本专利技术还添加有O. 12% -O. 16%的锑元素作为变质元素以改善铝合金的金相组织、细化晶粒，改善铝合金的韧性和致密性。在上述的铝硅镁系铸造铝合金成分中杂质元素主要是碳、硫等有害杂质元素。本专利技术另一个目的在于提供一种上述铝硅镁系铸造铝合金的制备方法，该方法包括以下步骤SI :配料按照上述各元素成分的质量百分比配料；S2 :熔炼后搅拌均匀；S3:除气精炼、清渣；S4:铸造后热处理，热处理包括固溶处理和时效处理，其中固溶温度为500-540°C，固溶时间4-8小时，时效温度为160_180°C，时效时间4_8小时。本专利技术铝硅镁系铸造铝合金的制备方法中，通过除气工艺以消除合金铸造过程中吸气和晶粒粗大的不良影响。同时本专利技术还通过添加氧化剂以达到清除残渣、减少铝合金气孔、改善铝合金韧性和致密性的效果。优选地，本专利技术通过通入氮气旋转除气进行精炼。固溶处理能改善合金的塑性和韧性，而固溶处理后的时效处理能消除铸造件的内应力、稳定组织和尺寸，改善机械性能。同时热处理工艺还能使得铝合金中的铁元素和钛元素析出大量细小弥散的、高温下非常稳定的金属间化合物，从而提高铸造件的耐高温性能。进一步地，步骤S2与步骤S3之间还包括热分析检验并调整晶粒细化度的步骤。本专利技术采用热分析方法检测熔化后的铝液液相过熔数据和固相过熔数据并依据该些数据判断晶粒粗细，若晶粒过于粗大，则添加晶粒细化材料，例如添加硼钛中间合金等晶粒细化剂进行晶粒细化。进一步地，步骤S4中，固溶处理的固溶温度为540°C，固溶时间为6小时，时效处理的时效温度为170°C，时效时间为6小时。本专利技术铝硅镁系铸造铝合金高温条件下性能机械性能较高、高速条件下切削加工性能较好、抗拉强度达 到300-330MPa，伸长率1%，屈服强度RP0. 2%可以达到249_270MPa，满足高温条件下的机械性能要求。具体实施例方式以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。表I :实施例1-3铝合金的成分及其质量百分比权利要求1.一种铝硅镁系铸造铝合金，该铝合金由以下质量百分比的成分组成Si 6. 8% -7. 2%, Mg 0. 8 % -I. I %, Fe 0. 45 % -O. 6 %, Cu ^ O. 05 %, Zn ^ O. 07 %, Mn O. 25% -O. 45%、Sb 0. 1% -O. 15%、Ti :0. 12% -O. 16%本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铝硅镁系铸造铝合金，该铝合金由以下质量百分比的成分组成：Si：6.8％？7.2％、Mg：0.8％？1.1％、Fe：0.45％？0.6％、Cu：≤0.05％、Zn：≤0.07％、Mn：0.25％？0.45％、Sb：0.1％？0.15％、Ti：0.12％？0.16％，其他杂质元素中单项杂质元素含量≤0.03％，杂质元素总含量≤0.1％，余量为铝。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：沈宏林，余朝阳，安新波，
申请(专利权)人：宁波科达工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：
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