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一种可热处理强化高强韧铝合金及制备方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-11-08 10:21:46

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 续培文 | 2023-11-08 10:21:46

本发明涉及一种可热处理强化高强韧铝合金及制备方法,该铝合金包括以下质量分数的各成分∶Cu1.5%‑3.5%,Si8.5%‑11.5%,Zn0.1‑0.55%,Mn0.45%‑0.65%,Mg0.2%‑0.5%,Fe≤0.25%,(La+Ce)0.05‑0.15%,Sr0.010%‑0.035%,V0.06%‑0.15%,Ti0.06%‑0.25%,Mo0.1‑0.3%,余量为Al和杂质,其中杂质总含量不大于0.15%,Si的Cu的质量分数比值Si/Cu为4‑6,不使用Ni,Cr或Zr;该类铝合金抗拉强度大于400MPa,屈服强度大于300MPa,断后伸长率为4.5‑8%。

(1)引入TCB晶种,成分中计量避免会引起中毒现象的元素,配合设计Si/Cu的范围,同时控制Mo等元素的设计范围,消除了“中毒”本源,实现了细晶强化与界面共格强化双重功效,从根本上解决了上述问题。(2)利用锶变质细化共晶硅,且添加Mo元素达到细化与变质同步进行,晶粒与共晶硅均显著细化,同时结合Cu和Mg元素带来的固溶强化和V元素在人工时效过程中纳米尺寸的富V颗粒析出带来的弥散强化,赋予了合金优异的力学性能,另外微量的稀土元素加入赋予合金良好的耐腐蚀性能与耐高温疲劳性能。(3)采用共晶Al-Si-Cu铝合金体系,区别于现有的过共晶A390与ADC14铝合金,不存在对于组织韧性极具破坏力的条状或者板块状的初生硅组织,适合压铸,液态模锻(挤压铸造)生产对高强度高韧性有较高要求的部件。(4)成形后经过T6热处理,铝合金构件抗拉强度为400-440MPa,屈服强度为300-350MPa,断后伸长率为4.5-8%,高于常规高强韧铝合金成形构件性能。

本发明通过设计铝合金的成分,成分配比和熔炼技术,进一步提高合金的强度与韧性,以满足涡轮增压器、新能源汽车空调涡轮盘、刹车夹制器为代表的高强耐磨汽车零部件的性能要求。

公司创立于1996年,主要致力于铝合金液、铝合金锭的生产,在广东肇庆、佛山南海、广东台山、广州增城、江苏南通、湖北武汉分别建立了规模型厂区,目前拥有员工885名,年产量约55万吨,是目前华南地区最大的生产优质铝合金液和优质铝合金锭的集团公司。本公司集金属原材料分选、铝合金液生产、配送,铝合金锭铸造、销售与服务于一体的集团企业。至今,集团公司旗下拥有6家子公司,拥有专业的技术指导团队,优秀的管理团队,是国内最大的铸造铝合金生产企业之一。

根据本申请设计原理和方法制备得到的铝合金材料,其抗拉强度均大于400MPa,屈服强度均大于300MPa,断后伸长率均高于4.5%,完全符合汽车领域对材料轻量、高强度、高耐磨、高韧性的要求,能够被用于汽车涡轮增压器,新能源汽车空调涡轮盘,刹车夹制器的制造,为提升汽车功率提供了优异的材料准备。

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