一種壓鑄AlMgSiMn鋁合金的熱處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種壓鑄AlMgSiMn鉛合金的熱處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著汽車(chē)特別是轎車(chē)輕量化技術(shù)的發(fā)展，高強(qiáng)初壓鑄鉛合金在汽車(chē)關(guān)鍵 結(jié)構(gòu)部件如底盤(pán)副車(chē)架、車(chē)口、車(chē)口立柱、減震彈黃支座等零件上的成功開(kāi)發(fā)與應(yīng)用引人注 目，得到了汽車(chē)主機(jī)廠的高度認(rèn)可。
[0003] 高強(qiáng)初壓鑄鉛合金和廣泛使用的壓鑄鉛合金ADC12、A380相比，具有如下特點(diǎn)：① 材料屬于M-Si-Mg系、A^Si-Mn系和Al-Mg-Si系；②嚴(yán)格控制Cu的含量在0. 05 W下；⑨ 嚴(yán)格控制化的含量在0. 15% W下；④適當(dāng)提高Μη的含量在0. 4%~0. 8% ;⑤其他雜質(zhì)也嚴(yán)格 控制。目前高強(qiáng)初壓鑄鉛合金多為國(guó)外公司開(kāi)發(fā)，其牌號(hào)有Sila化nt36、Aural2、Aural3和 Magsimal59 等。
[0004] 高強(qiáng)初壓鑄Al-Mg-Si系合金具有鑄態(tài)強(qiáng)度高、初性好、耐腐蝕性能優(yōu)良、無(wú)需固 溶強(qiáng)化熱處理等優(yōu)點(diǎn)，擁有廣闊的應(yīng)用前景。但由于對(duì)該材料的組織與力學(xué)性能如疲勞特 性、時(shí)效處理后的性能等缺乏深入的研究，使得人們對(duì)該材料的特性缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，因而 限制了 Al-Mg-Si系合金在壓鑄行業(yè)中的應(yīng)用。基于此，本文W高強(qiáng)初壓鑄AlMg5Si2Mn合 金為對(duì)象，研究了時(shí)效處理前后的組織和力學(xué)性能變化，為后續(xù)的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是；提供一種壓鑄AlMgSiMn鉛合金的熱處理工藝，已解 決現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種壓鑄AlMgSiMn鉛合金的熱處理工藝，原材料為Al、Si、 Μη鑄錠、中間合金及工業(yè)純鎮(zhèn)，在高A1203、低Si02石墨巧巧電阻爐中加熱烙化，在A1液溫 度上升至700 °C時(shí)，用氮?dú)饩珶?5 min,清理后靜置10 min,控制德注溫度690~710 °C準(zhǔn) 備德注，壓鑄機(jī)選用鎖模力為2800 kN的邸式冷室壓鑄機(jī)，壓射壓力為115 MPa,鑄件成形后 分為兩組，一組為常規(guī)鑄態(tài)試樣，另一組為時(shí)效態(tài)試樣，時(shí)效溫度和時(shí)效時(shí)間為250 °C下保 溫1 h。 本發(fā)明的有益效果；鑄態(tài)下合金抗拉強(qiáng)度為324 MPa,斷后伸長(zhǎng)率為8. 31%，相對(duì)其他 常用壓鑄鉛合金的強(qiáng)度和塑性較高。時(shí)效處理后合金的力學(xué)性能出現(xiàn)明顯變化，抗拉強(qiáng)度、 屈服強(qiáng)度和布氏硬度分別提高了 14%、29%、9%，斷后伸長(zhǎng)率的變化不明顯。
【具體實(shí)施方式】
[0007] 試驗(yàn)原材料為A1、81、111鑄錠、中間合金及工業(yè)純鎮(zhèn)，在高41203、低5102石墨巧 巧電阻爐中加熱烙化。在A1液溫度上升至700 °C時(shí)，用氮?dú)饩珶?5 min,清理后靜置10 min,控制德注溫度690-710 °C準(zhǔn)備德注。本試驗(yàn)采用的初始試樣是厚度為4 mm的薄板，外 形尺寸200 mmX60 mm。壓鑄機(jī)選用鎖模力為2800 kN的邸式冷室壓鑄機(jī)，壓射壓力為115 MPa。試驗(yàn)合金經(jīng)光譜分析后得到的準(zhǔn)確成分如表1所示。鑄件成形后分為兩組，一組為常 規(guī)鑄態(tài)試樣，另一組為時(shí)效態(tài)試樣。通過(guò)前期的參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)，最終確定時(shí)效溫度和時(shí)效時(shí) 間為250 °C下保溫1 h。
[0008] 拉伸試驗(yàn)在材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，試樣伸長(zhǎng)率由引伸計(jì)測(cè)量得出。試驗(yàn)環(huán)境溫 度為室溫，相對(duì)濕度60%，加載速率為5 mm/min。疲勞試驗(yàn)在電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行， 加載頻率為10 Hz,載荷比R=0,載荷波形為正弦波。疲勞試驗(yàn)采用的應(yīng)力幅值為57^125MPa 之間的7個(gè)應(yīng)力水平，試驗(yàn)時(shí)記錄每級(jí)應(yīng)力下的疲勞壽命次數(shù)，并且繪制成S-N曲線。拉伸 試樣和疲勞試樣均為最小截面積為40 mm2的矩形截面試樣。在試樣的相同部位取金相組 織分析用樣品，分別用600#、200#和2000#砂紙進(jìn)行打磨，并用酒精清洗干凈，最后在金屬 拉伸試驗(yàn)機(jī)上做拉伸試驗(yàn)。
[0009] 表2中結(jié)果顯示，鑄態(tài)下合金抗拉強(qiáng)度為324 MPa,斷后伸長(zhǎng)率為8. 31%，相對(duì)其他 常用壓鑄鉛合金的強(qiáng)度和塑性較高。時(shí)效處理后合金的力學(xué)性能出現(xiàn)明顯變化，抗拉強(qiáng)度、 屈服強(qiáng)度和布氏硬度分別提高了 14%、29%、9%，斷后伸長(zhǎng)率的變化不明顯。
[0010] 程小宇、李凱等人對(duì)常用壓鑄合金（A380、ADC12)進(jìn)行熱處理后得到的力學(xué)性能 如表3所示，其中A380和ADC12試樣分別是通過(guò)減速壓射工藝和常規(guī)壓鑄工藝成形?？蒞 發(fā)現(xiàn)，本試驗(yàn)中采用的AlMg5Si2Mn合金僅通過(guò)一小時(shí)的低溫時(shí)效處理就可獲得較高的抗 拉強(qiáng)度，且仍能保持較高的伸長(zhǎng)率。因而AlMg5Si2Mn合金的強(qiáng)化手段簡(jiǎn)單，時(shí)間短，能量消 耗少，在工程應(yīng)用中更具有優(yōu)勢(shì)。

【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種壓鑄AlMgSiMn鋁合金的熱處理工藝，其特征在于：原材料為Al、Si、Mn鑄錠、中 間合金及工業(yè)純鎂，在高A1203、低Si02石墨坩堝電阻爐中加熱熔化，在A1液溫度上升至 700 °C時(shí)，用氬氣精煉15 min，清理后靜置10 min，控制澆注溫度690~710 °C準(zhǔn)備澆注，壓 鑄機(jī)選用鎖模力為2800 kN的臥式冷室壓鑄機(jī)，壓射壓力為115 MPa，鑄件成形后分為兩組， 一組為常規(guī)鑄態(tài)試樣，另一組為時(shí)效態(tài)試樣，時(shí)效溫度和時(shí)效時(shí)間為250 °C下保溫1 h。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種壓鑄AlMgSiMn鋁合金的熱處理工藝，其特征在于：原材料為Al、Si、Mn鑄錠、中間合金及工業(yè)純鎂，在高Al2O3、低SiO2石墨坩堝電阻爐中加熱熔化，在Al液溫度上升至700℃時(shí)，用氬氣精煉15min，清理后靜置10min，控制澆注溫度690~710℃準(zhǔn)備澆注，壓鑄機(jī)選用鎖模力為2800kN的臥式冷室壓鑄機(jī)，壓射壓力為115MPa，鑄件成形后分為兩組，一組為常規(guī)鑄態(tài)試樣，另一組為時(shí)效態(tài)試樣，時(shí)效溫度和時(shí)效時(shí)間為250℃下保溫1h。
【IPC分類(lèi)】C22F1/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105525233
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410516375
【發(fā)明人】黃曉藝
【申請(qǐng)人】黃曉藝
【公開(kāi)日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2014年9月30日