一種用于汽車板材的壓鑄鋁合金及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋁合金加工領域，特別是一種用于汽車板材的壓鑄鋁合金及其生產方法。
【背景技術】
[0002]在輕量化金屬中，鎂合金密度雖比鋁合金小，但鎂錠成本較高，且零件制造過程中還有許多技術障礙，如缺少高溫壓鑄合金和設計數據，表面處理技術粗劣，結合水平低等，所以目前在汽車上的使用量相當有限；而航空航天用的鈦合金雖有高的機械強度，但制造工藝困難和制造成本昂貴，導致鈦合金無法大批量的應用于汽車生產。由于鋁合金在成本、制造技術、機械性能、可持續發展(地殼中鋁含量最多，占8.1% )等方面綜合性能好，因此鋁合金是現在及將來汽車工業中的首選輕金屬材料。
[0003]目前，鋁合金在汽車領域的應用主要集中在發動機構件和輪轂的鑄造，而與此同時，鋁合在汽車車身板材上的應用開始逐漸受到關注；其中，Al-Mg-Si系合金因具有優異的擠壓性能、相對高的強度和耐腐蝕性而成為車身、門板等殼體構件的主要選擇；然而，在鑄造過程中，鋁合金組分、熔煉和熱處理工藝參數對板材性能都有重要影響，如何選擇最優成分和最優工藝參數成為人們研究的重點。
【發明內容】
[0004]本發明提供了一種用于汽車板材的壓鑄鋁合金及其生產方法，使汽車板材具有優良的機械性能。
[0005]為實現上述目的，本發明的技術方案為:
[0006]—種用于汽車板材的壓鑄鋁合金，其組分及各組分的質量百分比為:Si3.5?6.2%, Mg2.2 ?2.9 %、Cu0.8 ?1.5 %、Zn0.5 ?1.2 %、Sr0.05 ?0.11 %、La0.05 ?
0.07%, Er0.02?0.04%，其他金屬及非金屬的雜質元素總量不超過0.5%，其余為A1。
[0007]優選的，所述用于汽車板材的壓鑄鋁合金的組分及各組分的質量百分比為:Si5.5%、Mg2.6%、Cul.2%、ΖηΟ.9%、Sr0.08%、La0.06%、Er0.03%，其他金屬及非金屬的雜質元素總量不超過0.5%，其余為A1。
[0008]一種用于汽車板材的壓鑄鋁合金的生產方法，包括以下步驟:
[0009](1)熔化:先將純鋁、純鎂、鋁硅合金加入熔煉爐中，加熱至730?750°C并攪拌使合金完全熔化，然后加入電解銅、鋁鋅合金和鎂鍶合金，繼續升溫至780?80(TC，待合金元素全部恪化后得鋁合金恪液；
[0010](2)精煉:將鋁合金熔液的溫度調整至750?770 °C，噴入精煉劑進行精煉處理，精煉完成后靜置5?lOmin，將鋁合金熔液的表面渣扒出，然后升溫至750_760°C，加入細化劑和鋁鉺合金、鋁鑭合金，通入氬氣進行除氣精煉，除氣時間為12?16min，除氣完畢檢驗鋁合金熔液成分，待檢驗合格后進行第二次扒渣，完成精煉過程；
[0011](3)靜置:將精煉后的鋁合金熔液靜置，待鋁合金熔液溫度降至690?710°C ;
[0012](4)壓鑄:將模具的型腔預熱至220?230°C，再將步驟(3)處理后的鋁合金熔液后壓射到模具的型腔中，其中充型開始時的熔液流速為0.26?0.30m/s、鑄造壓力為50?55MPa，充型率超過60%后，提高熔液的流速至1.7?1.9m/s、鑄造壓力為65?70MPa，直至充型壓鑄結束；
[0013](5)固溶淬火處理:淬火加熱溫度為535?540°C，淬火保溫時間為50?60min，淬火轉移時間< 28s，淬火后停放時間為3.5h ；
[0014](6)時效溫度為150?160°C，時效時間為9h ;完成后得汽車板材成品。
[0015]本發明具有以下優點:
[0016](1)通過Al、Mg、Si等元素的合理配比，并特別添加了 La、Er元素，使鋁合金具有優良的加工性能，且獲得晶粒細小且分布均勻的鋁合金組織，提高了鋁合金的機械性能；
[0017](2)選擇了適當的熔煉和熱處理工藝參數，使鋁合金在抗拉強度、屈服強度都有大幅提升，且韌性大、抗擠壓性能好，還具有良好的耐腐蝕性。
【具體實施方式】
[0018]以下結合具體實施例對本發明作進一步說明，但本發明的保護范圍和應用范圍不限于以下實施例:
[0019]實施例1
[0020]一種用于汽車板材的壓鑄鋁合金，其組分及各組分的質量百分比為:Si5.5%、Mg2.6%,Cul.2%,Zn0.9%, Sr0.08%、La0.06%,Er0.03%，其他金屬及非金屬的雜質元素總量不超過0.5%，其余為A1。
[0021]上述用于汽車板材的壓鑄鋁合金的生產方法，包括以下步驟:
[0022](1)熔化:先將純鋁、純鎂、鋁硅合金加入熔煉爐中，加熱至730?750°C并攪拌使合金完全熔化，然后加入電解銅、鋁鋅合金和鎂鍶合金，繼續升溫至780?80(TC，待合金元素全部恪化后得鋁合金恪液；
[0023](2)精煉:將鋁合金熔液的溫度調整至750?770 °C，噴入精煉劑進行精煉處理，精煉完成后靜置5?lOmin，將鋁合金熔液的表面渣扒出，然后升溫至750_760°C，加入細化劑和鋁鉺合金、鋁鑭合金，通入氬氣進行除氣精煉，除氣時間為12?16min，除氣完畢檢驗鋁合金熔液成分，待檢驗合格后進行第二次扒渣，完成精煉過程；
[0024](3)靜置:將精煉后的鋁合金熔液靜置，待鋁合金熔液溫度降至690?710°C ;
[0025](4)壓鑄:將模具的型腔預熱至220?230°C，再將步驟(3)處理后的鋁合金熔液后壓射到模具的型腔中，其中充型開始時的熔液流速為0.26?0.30m/s、鑄造壓力為50?55MPa，充型率超過60%后，提高熔液的流速至1.7?1.9m/s、鑄造壓力為65?70MPa，直至充型壓鑄結束；
[0026](5)固溶淬火處理:淬火加熱溫度為535?540°C，淬火保溫時間為50?60min，淬火轉移時間< 28s，淬火后停放時間為3.5h ；
[0027](6)時效溫度為150?160°C，時效時間為9h ;完成后得汽車板材成品。
[0028]采用上述方法制得的鋁合金，在室溫下測試其機械性能:拉伸強度為330MPa，屈服強度為225MPa，延伸率為20.9%。
[0029]實施例2
[0030]一種用于汽車板材的壓鑄鋁合金，其組分及各組分的質量百分比為:Si3.5%、Mg2.2%,Cu0.8%,Zn0.5%, Sr0.05%、La0.05%,Er0.02%，其他金屬及非金屬的雜質元素總量不超過0.5%，其余為A1。
[0031]上述用于汽車板材的壓鑄鋁合金的生產方法，包括以下步驟:
[0032](1)熔化:先將