鑄造鋁合金的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種鑄造鋁合金。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鑄造鋁合金
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種鑄造鋁合金。
【背景技術(shù)】
[0002]由文獻(xiàn)DE102008055928A1已知一種鑄造鋁合金，該鑄造鋁合金包含下面列出的合金組成
[0003]S1:2.5 至 3.3，優(yōu)選 2.7 至 3.1 重量 %
[0004]Mg:0.2 至 0.7，優(yōu)選 0.3 至 0.6 重量 %
[0005]Fe:< 0.18，優(yōu)選 0.05 至 0.16 重量 ％
[0006]Mn: < 0.5，優(yōu)選 0.05 至 0.4 重量 ％
[0007]T1:< 0.1，優(yōu)選 0.01 至 0.08 重量 ％
[0008]Sr:< 0.03，優(yōu)選 0.01 至 0.03 重量 ％
[0009]Cr:0.3至1.3，優(yōu)選0.4至1.0，特別優(yōu)選0.5至0.8重量%
[0010]其他:<0.1重量 ％，
[0011]以及以Al進(jìn)行補(bǔ)充以達(dá)到100重量％。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]以該現(xiàn)有技術(shù)為基礎(chǔ)，本發(fā)明的目的在于，使這種貧硅鑄造鋁合金在其機(jī)械性能方面得到進(jìn)一步改善。
[0013]根據(jù)本發(fā)明通過(guò)一種鑄造鋁合金實(shí)現(xiàn)了該目的，這種鑄造鋁合金包含下面列出的合金組成
[0014]S1:3.0 至 3.8 重量 ％
[0015]Mg:0.3 至 0.6
[0016]Cr:0.25 至 0.35 重量 ％
[0017]卩6:<0.18重量％
[0018]皿11:<0.06重量％
[0019]T1: <0.16 重量 ％
[0020]Cu: < 0.006 重量 ％
[0021]Sr:0.010 至 0.030
[0022]Zr:< 0.006 重量 ％
[0023]Zn:< 0.006 重量 ％
[0024]雜質(zhì):< 0.1重量％，優(yōu)選< 0.005重量％
[0025]以及以Al進(jìn)行補(bǔ)充以達(dá)到100重量％。
[0026]這種鑄造鋁合金相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)更堅(jiān)固、更柔韌以及更具延性。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的、以所述的數(shù)量級(jí)對(duì)合金組成成份的選擇導(dǎo)致機(jī)械性能的進(jìn)一步的、顯著的改善，該機(jī)械性能已經(jīng)形成在鑄造狀態(tài)中、特別是在二個(gè)階段的熱處理之后(即在固溶退火和接下來(lái)的時(shí)效處理之后)的鑄造部件中，其中在這兩個(gè)熱處理階段之間優(yōu)選對(duì)鑄造部件在水中進(jìn)行淬火。對(duì)于行走機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，優(yōu)選對(duì)于車(chē)輪導(dǎo)向部件，十分優(yōu)選對(duì)于輪架以及特別是擺動(dòng)軸承在總體上提高了機(jī)械特征值。
[0028] 就像專(zhuān)業(yè)人員普遍已知的一樣，根據(jù)本發(fā)明的合金可以包含有由制造條件決定的雜質(zhì)，例如，Pb、Ni等。
[0029]如果包含有大于3.1而小于3.7重量％的Si含量，則對(duì)機(jī)械特征值的優(yōu)化可能是有利的。如果包含有大于3.3而小于3.7重量％的Si含量，則對(duì)特定的應(yīng)用情況可能是有利的。如果包含有大于3.0而小于3.3重量％的Si含量，則對(duì)一些其他的應(yīng)用情況可能是有利的。
[0030]如果包含有0.5至0.6重量％的Mg含量，則對(duì)機(jī)械特征值的優(yōu)化可能是有利的。如果包含有0.5至小于0.6重量％、優(yōu)選0.5至0.55重量％的Mg含量，則可能是有利的。
[0031]如果包含有0.25至小于0.30重量％的Cr含量，則對(duì)機(jī)械特征值的優(yōu)化可能是有利的。
[0032]如果包含有0.01至0.15重量％的Fe含量，則對(duì)機(jī)械特征值的優(yōu)化可能是有利的。
[0033]如果包含有0.01至0.05重量％的Mn含量，則對(duì)機(jī)械特征值的優(yōu)化可能是有利的。
[0034]如果包含有0.05至0.15重量％的Ti含量，則對(duì)機(jī)械特征值的優(yōu)化可能是有利的。
[0035]如果包含有0.001至0.005重量％的Cu含量，則對(duì)機(jī)械特征值的優(yōu)化可能是有利的。
[0036]如果包含有0.015至0.025重量％的Sr含量，則對(duì)機(jī)械特征值的優(yōu)化可能是有利的。
[0037]如果包含有0.001至0.005重量％的Zr含量，則對(duì)機(jī)械特征值的優(yōu)化可能是有利的。
[0038]如果包含有0.001至0.005重量％的Zn含量，則對(duì)機(jī)械特征值的優(yōu)化可能是有利的。
[0039]如果根據(jù)本發(fā)明的鑄造鋁合金是低壓鑄造鋁合金，則表明對(duì)某些鑄造部件是有利的。
[0040]本發(fā)明還相應(yīng)地涉及一種由根據(jù)權(quán)利要求1至11的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金制造鑄造部件的方法，在該方法中應(yīng)用低壓鑄造法。
[0041]如果鑄造鋁合金是低壓差壓(CPC)鑄造鋁合金，則表明對(duì)某些鑄造部件是有利的。
[0042]本發(fā)明還相應(yīng)地涉及一種由根據(jù)權(quán)利要求1至11的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金制造鑄造部件的方法，在該方法中應(yīng)用低壓差壓鑄造法。
[0043]原則上有各種不同的永久鑄型鑄造法適合作為由根據(jù)本發(fā)明的鑄造鋁合金制造鑄造部件、特別是作為汽車(chē)底盤(pán)部件、優(yōu)選作為汽車(chē)車(chē)輪導(dǎo)向部件、十分優(yōu)選作為汽車(chē)擺動(dòng)軸承的方法。但是由于在具有高應(yīng)力的汽車(chē)車(chē)輪導(dǎo)向部件中的非常好的機(jī)械性能，因此低壓鑄造以及低壓差壓鑄造法(CPC方法)特別適合作為制造方法，該低壓差壓鑄造法也稱(chēng)為
差壓鑄造法。
[0044]作為由根據(jù)本發(fā)明的鑄造合金制造鑄造部件、特別是作為汽車(chē)底盤(pán)部件、優(yōu)選作為汽車(chē)車(chē)輪導(dǎo)向部件、十分優(yōu)選作為汽車(chē)擺動(dòng)軸承的制造方法可以有利地使用模壓鑄造、自流式鑄造或者壓力鑄造、特別是觸融砂型鑄造、流變砂型鑄造或者低壓砂型鑄造。[0045]為了達(dá)到或者進(jìn)一步發(fā)展以上所述的優(yōu)勢(shì)，如果對(duì)經(jīng)鑄造的部件進(jìn)行兩個(gè)階段的熱處理，即，固溶退火以及接下來(lái)的時(shí)效處理，則可能是有利的。如果鑄造部件在兩個(gè)熱處理階段之間在水中進(jìn)行淬火，則可能是有利的。
[0046]如果鑄造部件在鑄造過(guò)程之后在530°C和550°C之間進(jìn)行6至IOh的固溶退火，優(yōu)選在540°C和550°C之間進(jìn)行7至9h、特別是8至9h，十分特別優(yōu)選在大于540°C和550°C之間進(jìn)行7至9h、特別是8至9h，則可能是適宜的。
[0047]如果鑄造部件在鑄造過(guò)程之后在180°C和210°C之間進(jìn)行I至8h、特別是I至6.5h的退火處理，優(yōu)選在180°C和190°C之間進(jìn)行I至6.5h、特別是4至6.5h，特別優(yōu)選在180°C和小于190°C之間進(jìn)行4至6.5h、特別是5至6.5h，則可能是適宜的。
[0048]此外本發(fā)明還提供根據(jù)權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金的應(yīng)用或者特別是經(jīng)熱處理的、根據(jù)權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的鑄造部件對(duì)于汽車(chē)底盤(pán)部件、優(yōu)選對(duì)于汽車(chē)車(chē)輪導(dǎo)向部件、十分特別優(yōu)選對(duì)于汽車(chē)擺動(dòng)軸承的應(yīng)用。
[0049]根據(jù)本發(fā)明，該鑄造部件在經(jīng)改善的結(jié)構(gòu)特性中具有改善了的強(qiáng)度延伸率。該鑄造法首先實(shí)現(xiàn)了沒(méi)有大的缺陷(例如砂眼)的鑄件，其次以這種方式有利地影響微觀結(jié)構(gòu)，盡可能少的保持內(nèi)部缺口的數(shù)量，該缺口降低斷裂延伸率。
[0050]如上所述，已表明根據(jù)本發(fā)明的鑄造鋁合金特別適用于承受較強(qiáng)負(fù)荷的組件，對(duì)例如輪架或擺動(dòng)軸承就特別合適。作為十分優(yōu)選的用于制造這種承受較強(qiáng)負(fù)荷的組件的方法可以使用低壓差壓鑄造法(CPC方法)。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的鑄造部件是由根據(jù)權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金和/或根據(jù)符合權(quán)利要求的任意一項(xiàng)的方法制成的，該鑄造部件在經(jīng)過(guò)熱處理之后具有300至325MPa的屈服極限Rp0.2和/或4至10%的斷裂延伸率A5和/或350_375MPa的抗拉強(qiáng)度Rm。
[0052]示例`
[0053]為了測(cè)定合金AlSi3Mg0.5Cr0.3的機(jī)械性能，根據(jù)DIN50125以自流式鑄造法在所謂的“法國(guó)金屬鑄型”中鑄造所謂的“法國(guó)拉伸試棒”。然后進(jìn)行熱處理(在540°C下進(jìn)行8h的固溶退火，在水中進(jìn)行淬火，在180°C下進(jìn)行6.5h的熱時(shí)效處理)，其中斷面和冒口在熱處理之后才分離，以抵抗可能出現(xiàn)的樣品變形。根據(jù)DIN10002得到機(jī)械性能抗拉強(qiáng)度Rm、屈服極限Rp0.2和斷裂延伸率A5。
[0054]這里使用文獻(xiàn)DE102008055928A1中對(duì)AlSi3Mg0.6Cr0.7所公開(kāi)的值作為對(duì)比。
【權(quán)利要求】
1.一種鑄造鋁合金，其包含下面的合金組成 S1:3.0 至 3.8 重量 ％
Mg:0.3 至 0.6 重量 %
Cr:0.25 至 0.35 重量 %
Fe:< 0.18 重量 ％
Mn:< 0.06 重量 ％
Ti:< 0.16 重量 ％
Cu:< 0.006 重量 ％
Sr:0.010 至 0.030
Zr:< 0.006 重量 ％
Zn:< 0.006 重量 ％ 雜質(zhì):< 0.1重量％，優(yōu)選< 0.005重量％ 以及以Al進(jìn)行補(bǔ)充以達(dá)到100重量％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄造鋁合金，其特征在于，包含有大于3.1而小于3.7重量％的Si含量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鑄造鋁合金，其特征在于，包含有0.5至0.6重量％的Mg含量。`
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金，其特征在于，包含有0.25至小于0.30重量％的Cr含量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金，其特征在于，包含有0.01至0.15重量％的Fe含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金，其特征在于，包含有0.01至0.05重量％的Mn含量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金，其特征在于，包含有0.05至0.15重量％的Ti含量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金，其特征在于，包含有0.001至0.005重量％的Cu含量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金，其特征在于，包含有0.015至0.025重量％的Sr含量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金，其特征在于，包含有0.001至0.005重量％的Zr含量。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金，其特征在于，包含有0.001至0.005重量％的Zn含量。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金，其特征在于，所述鑄造鋁合金是低壓鑄造鋁合金。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至11的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金，其特征在于，所述鑄造鋁合金是低壓差壓(CPC)鑄造鋁合金。
14.一種由根據(jù)權(quán)利要求1至11的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金制造鑄造部件的方法，在所述方法中應(yīng)用低壓差壓鑄造法。
15.一種由根據(jù)權(quán)利要求1至11的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金制造鑄造部件的方法，在所述方法中應(yīng)用低壓鑄造法。
16.一種由根據(jù)權(quán)利要求1至11的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金制造鑄造部件的方法，在所述方法中應(yīng)用模壓鑄造、自流式鑄造或者壓力鑄造、特別是觸融砂型鑄造、流變砂型鑄造或者低壓砂型鑄造。
17.一種特別是根據(jù)權(quán)利要求14至16的任意一項(xiàng)所述的、用于由根據(jù)權(quán)利要求1至11的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金制造鑄造部件的方法，在所述方法中在鑄造過(guò)程之后對(duì)鑄造部件進(jìn)行二個(gè)階段的熱處理，即，固溶退火和接下來(lái)的時(shí)效處理。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，在所述兩個(gè)熱處理階段之間對(duì)鑄造部件在水中進(jìn)行淬火。
19.根據(jù)權(quán)利要求14至18的任意一項(xiàng)所述的方法，在所述方法中鑄造部件在鑄造過(guò)程之后在530°C和550°C之間進(jìn)行6至IOh的固溶退火，優(yōu)選在540°C和550°C之間進(jìn)行7至9h、特別是8至9h，十分特別優(yōu)選在大于540°C至550°C之間進(jìn)行7至9h、特別是8至9h。
20.根據(jù)權(quán)利要求14至19的任意一項(xiàng)所述的方法，在所述方法中鑄造部件在鑄造過(guò)程之后在180°C和210°C之間進(jìn)行I至8h、特別是I至6.5h的退火處理，優(yōu)選在180°C和190°C之間進(jìn)行I至6.5h、特別是4至6.5h，特別優(yōu)選在180°C和小于190°C之間進(jìn)行4至6.5h、特別是5至6.5h。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金的應(yīng)用或者由這種鑄造鋁合金制造的、特別是經(jīng)熱處理的鑄造部件對(duì)于汽車(chē)底盤(pán)部件、優(yōu)選對(duì)于汽車(chē)車(chē)輪導(dǎo)向部件、十分特別優(yōu)選對(duì)于汽車(chē)輪架以及特別是對(duì)于擺動(dòng)軸承的應(yīng)用。
22.一種由根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的鑄造鋁合金或者根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的方法制造的鑄造 部件，其中，所述鑄造部件在經(jīng)過(guò)熱處理之后具有300至325MPa的屈服極限Rp0.2和/或4至10%的斷裂延伸率A5和/或350_375MPa的抗拉強(qiáng)度Rm。
【文檔編號(hào)】B22D18/04GK103627933SQ201310369431
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月23日
【發(fā)明者】克勞斯·格雷文, 馬尼坎達(dá)·洛加納森, 奧利弗·格里姆, 盧茨·沃爾肯施泰因, 海因里希·哈內(nèi)科姆, 斯特凡·布科夫斯基 申請(qǐng)人:Ksm鑄造集團(tuán)有限公司