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1、10申请公布号CN102002617A43申请公布日20110406CN102002617ACN102002617A21申请号201010581619822申请日20101210C22C21/12200601C22C1/0220060171申请人河北立中有色金属集团有限公司地址071100河北省保定市七一东路948号72发明人臧立根甄毅刘永昌郑树波葛素静74专利代理机构石家庄新世纪专利商标事务所有限公司13100代理人董金国54发明名称汽车用铸造铝合金及其制备方法57摘要本发明公开了一种汽车用铸造铝合金，该合金材料具有高强高韧性，与201Z2合金相比，壁厚敏感程度低，与201Z5和201Z2合。
2、金相比，制造成本降低40以上。本合金采用9975的重熔用铝锭生产，原材料适用范围增加，并可以通过洗炉工艺在非专用熔炉批量生产，适用于多数合金生产企业多品种大批量的生产模式，降低了生产成本。合金原材料使用品位在9970以上的重熔用铝锭，并可以通过洗炉工艺进行合金转组在非专用熔炉批量生产。与201Z5合金相比，严格控制了B含量，通过合理优化合金成分，达到了很好的合金的晶粒细化效果。制备方法降低了合金生产职业危害、改善了作业环境。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页CN102002628A1/1页21一种汽车用铸造铝合金，其特征在于合金配方组成以质量。
3、分数表示为SI040、FE030、ZN030、MG005、SN001、CU4653、MN0305、TI015035、V00503、ZR00502、B001003，AL余量补足至100。2一种如权利要求1所述的汽车用铸造铝合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤1将质量为总用量95的铝锭、铝锰合金、铝钛合金、铝锆合金、铝钒合金混合，升温至750820熔化；2加入已预热至150300的电解铜，电解铜充分熔解；3充分搅拌并取样进行过程成分检测、调整至工艺要求；4合金液过热至820850，保温1030MIN；5加入剩余5且已预热至150300的铝锭，调整温度至730750；6加入轧制铝钛硼合金，充分搅拌。
4、；7通入99999高纯氩气精炼，表面撒熔体质量0515的清渣剂，精炼后将浮渣处理干净；8静置515MIN；9在700720进行铸造，并取试样检测；10检测合格后成品包装入库。权利要求书CN102002617ACN102002628A1/4页3汽车用铸造铝合金及其制备方法技术领域0001本发明涉及一种汽车用耐高温高强高韧铸造铝合金，属于有色金属合金材料制备技术领域。背景技术0002铝合金与钢铁相比具有比强度高、比刚度高、导热性好、耐蚀性好等优点，与钛合金、镁合金相比具有资源储量大、成本低、工艺性能好的优势，因此铝合金已经成为航天航空工业、高速列车、汽车工业以及其他工业领域理想的轻量化材料。有数据。
5、统计，到2010年，每辆汽车中的铝合金用量将达到150KG/辆。应用方向主要是壳体类铸件，应用种类多为共晶或亚共晶铝硅合金。而汽车中的支架类零件大多用球墨铸铁件，材质多为QT40018、QT40015、QT45010、QT5007其力学性能以QT45010为例，即抗拉强度强度450MPA，断后延伸率10。铝铜锰系铝合金是铸造铝合金中强度最高、延伸率最大、且在150300具有较好综合力学性能的铝合金。典型代表有GB/T87332007中规定的201Z2铝合金和201Z5铝合金，分别相当于GB/T87332000中规定的ZLD201A和ZLD205A铝合金的化学成份。GB/T87332007中规定。
6、的201Z2合金元素见表10003表100040005201Z2合金的力学性能相当于GB/T11731995中规定的ZL210A合金T5状态下抗拉强度390MPA，断后延伸率8，硬度HBS100。GB/T87332007中规定的201Z5合金元素见表20006表20007说明书CN102002617ACN102002628A2/4页40008201Z5合金的力学性能相当于GB/T11731995中规定的ZL205A合金在T5状态下抗拉强度440MPA，断后延伸率7，硬度HBS100。从210Z5铝合金和球墨铸铁的数据对比可以发现，虽然210Z5铝合金的力学性能略低于球墨铸铁，但210Z5铝合金。
7、的密度275G/CM3是球墨铸铁75G/CM3的37，是实现汽车轻量化目标的首选材料。但由于201Z2、201Z5两种材料均存在制造成本高、铸件性能不稳定、材料存在毒性等，对汽车应用推广有较大困难，为了通过轻量化措施响应国家节能减排号召，进一步推广高强高韧铝合金的应用，开发一种新型高温高强高韧环保铝合金材料，用来替代汽车支架用的球墨铸铁合金具有重要意义。发明内容0009本发明的目的在于提供一种汽车用铸造铝合金配方。0010本发明的目的还在于提供一种汽车用铸造铝合金的制备方法。0011本发明的目的是这样实现的，本发明依据的原理是ALCU合金在平衡结晶时，在AAL固溶体结晶完毕后的冷却过程中，随着。
8、温度的降低而不断析出AL2CU相，若凝固后迅速冷却，则CU在AAL中形成单相过饱和固溶体，在以后的时效处理中析出成为GP区，然后变成大量弥散分布的相，使固溶体结晶点阵畸变，并封闭了晶粒间的滑移面，从而使室温和高温力学性能大大提高，也改善了加工性能。ALCU合金中添加MN，MN可以溶入AAL强化基体，并可形成TAL12MN2CU相。在AAL固溶体中的MN能使固溶体点阵电子重新分配，可显著的增加原子间的结合力，降低基体原子扩散速度，延缓时效过程，使沉淀硬化效果保持到更高的温度，在温度、应力的长期作用下聚集长大倾向小，改善了合金的耐热性。并增加组织中的共晶体量，改善合金的热裂倾向。0012ALCU合。
9、金中存在少量的SI时，对合金的铸造性能和致密性有益，并能改善热裂倾向。但SI和FE容易形成AL9SI2FE2相，影响合金的延伸率，所以进行控制。0013ALCU合金中FE相的存在，其热硬性较高，有利于改善合金的耐热性，但FE能与合金中的CU、MN形成ALCUMNFE化合物，使AAL中的CU、MN减少，降低室温和高温的力学性能，所以进行控制。0014ALCU合金中存在MG时，合金中的SAL2CUMG易形成低熔点507的AALAL2CUSAL2CUMG三元共晶组织，淬火加热时易引起过烧，所以进行控制。0015ALCU合金中添加少量的TI，可以使合金在液相中首先结晶出AL3TI相，在以后的包晶转变中。
10、，AL3TI相的弥散质点可作为AAL固溶体的结晶核心，使晶粒和AALAL2CUTAL12MN2CU共晶组织细化，则热处理时AL2CU相可以充分溶解，提高强化效说明书CN102002617ACN102002628A3/4页5果。0016ALCU合金中添加ZR和V，与铝分别形成AL3ZR、AL7V化合物，可作为结晶核心细化晶粒而提高力学性能。合金中MN和ZR还可以通过溶解析出形成TAL12MN2CU相和AL3ZR相弥散质点，进一步增加基体的显微不均匀性，提高对位错运动和滑移变形的阻碍而强化合金。0017ALCU合金中B的作用主要是作为结晶核心，细化晶粒而提高力学性能。而且在高温熔炼、高温浇铸和重熔。
11、时不减小其晶粒细化作用。0018根据以上分析，本发明所说的汽车用铸造铝合金配方以质量分数表示为SI040、FE030、ZN030、MG005、SN001、CU4653、MN0305、TI015035、V00503、ZR00502、B001003，AL余量补足至100。0019本发明所述汽车用铸造铝合金的制备方法如下00201将质量为总用量95的铝锭以及铝锰合金、铝钛合金、铝锆合金、铝钒合金混合，升温至750820熔化；00212加入已预热至150300的电解铜，使电解铜充分熔解；00223充分搅拌并取样进行过程成分检测、调整至工艺要求；00234合金液过热至820850，保温1030MIN；0。
12、0245加入剩余5且已预热至150300的铝锭，调整温度至730750；00256加入轧制铝钛硼合金，充分搅拌；00267通入99999高纯氩气精炼，表面撒熔体质量0515的清渣剂，精炼后将浮渣处理干净；00278静置515MIN；00289在700720进行铸造，并取试样检测；002910检测合格后成品包装入库。0030本发明取得的有益效果如下00311、本合金材料具有高强高韧经检测达到QT45010和201Z5合金材料标准，优于201Z2合金。本合金在T5状态下，国标金属型单铸试棒的抗拉强度平均值可以达到460MPA以上，延伸率平均值可以达到16以上，硬度平均值HB115。00322、与2。
13、01Z2合金相比，壁厚敏感程度低。本合金在T5状态下，国标金属型单铸试棒的抗拉强度最大值为可以达到470MPA，最小值达到438MPA，试样抗拉强度的最小值为最大值的93；延伸率可以达到200，最小值达到125，延伸率的最小值为最大值的625；硬度的最大值HB124，最小值HB110；00333、与201Z5和201Z2合金相比，制造成本降低40以上。201Z5和201Z2合金采用9995及上的精铝锭生产，本合金采用9975的重熔用铝锭生产，并可以通过洗炉工艺在非专用熔炉批量生产，适用于多数合金生产企业多品种大批量的生产模式，降低了生产成本。00344、与201Z5和201Z2合金相比，杂质含。
14、量放宽，SI005放宽到SI040，FE010放宽到FE030，ZN010放宽到ZN030。杂质含量放宽以后，原材料适用范围增加。本合金原材料使用品位在9970以上的重熔用铝锭，并可以通过洗炉工艺进说明书CN102002617ACN102002628A4/4页6行合金转组在非专用熔炉批量生产，适用于多数合金生产企业多品种大批量的生产模式。00355、与201Z5合金相比，严格控制了B含量，由B含量0005006调整为001003。因为铝合金晶粒细化理论中有一个ZR毒化B晶粒细化功能的共识，本产品通过合理优化合金成分，达到了很好的合金的晶粒细化效果。00366、本合金不再添加镉CD元素，合金生产。
15、职业危害大幅降低、作业环境大幅改善。00377、本合金不再添加镉CD元素，符合欧盟等区域对材料中重金属的控制ROHS标准，具备作为高新技术材料出口的能力。具体实施方式0038以下实施例用于说明本发明。0039实施例10040一种汽车用铸造铝合金，其组成以质量分数表示为0041SI035、FE026、ZN022、MG0042、SN0006、CU505、MN042、TI023、V021、ZR011、B0016、AL93086。0042所述汽车用铸造铝合金的制备方法如下00431将质量为总用量95的铝锭、铝锰合金、铝钛合金、铝锆合金、铝钒合金混合，升温至750820熔化；00442加入已预热至150。
16、300的电解铜，使电解铜充分熔解；00453充分搅拌并取样进行过程成分检测、调整至工艺要求；00464合金液过热至820850，保温1030MIN；00475加入剩余5且已预热至150300的铝锭，调整温度至730750；00486加入轧制铝钛硼合金，充分搅拌；00497通入99999高纯氩气精炼，表面撒熔体质量0515的清渣剂清渣剂由河北省清苑县四通铝业有限公司生产，代号为2号清渣剂。公司地址；河北省清苑县望亭乡东安村，精炼后将浮渣处理干净；00508静置515MIN；00519在700720进行铸造，并取试样检测；005210检测合格后成品包装入库。0053实施例20054一种汽车用铸造铝合金，其组成以质量分数表示为0055SI009、FE012、ZN002、MG0012、SN0002、CU476、MN035、TI018、V012、ZR018、B0021、AL94145。0056合金的制备方法与实施例1相同。0057实施例30058一种汽车用铸造铝合金，其组成以质量分数表示为0059SI021、FE008、ZN010、MG0022、SN0004、CU522、MN045、TI026、V024、ZR013、B0024、AL9326。0060合金的制备方法与实施例1相同。说明书CN102002617A。