铸造用铝锌合金材料、构件制备方法及应用与流程

本发明涉及铝合金领域，尤其涉及铸造用铝锌合金材料、构件制备方法及应用。

背景技术：

1、目前，二氧化碳及其他污染物排放的控制严格，使得对汽车节能减排的要求不断高涨。一直以来，汽车轻量化设计被公认为汽车节能减排最有效且切实可行途径。据估算，汽车自身重量每下降10%，能耗下降5-10%，汽车底盘零部件属于簧下质量，簧下质量的减重效果远大于簧上质量，其轻量化程度对节能减排的意义重大。同时，汽车底盘零部件在生产加工过程中也会消耗大量能源，如原材料的制备和热处理工序等，因此提高再生材料的使用比例和优化相关工艺流程，可以有效降低其碳排放，实现节能减排的目的。

2、现阶段，铝硅系合金广泛应用于汽车底盘零部件以实现自身的减重，该合金一般具有极好的流动性、良好的耐腐蚀性和切削加工性能，通常情况下需进行t6或t7热处理，才能获得相对优异的力学性能，以满足产品的要求；但热处理过程能源消耗大，易发生变形和表面气泡等问题，导致废品率上升。而且铝硅系合金的韧性对fe含量较为敏感，若进行多次回收重熔，合金中的fe含量增加，造成产品延伸率降低。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种铸造用铝锌合金材料、构件制备方法及应用，以解决铝硅系合金对fe含量较为敏感的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种铸造用铝锌合金材料，以质量百分数计，包括：

3、zn：5.0%～7.0%；mg：1.0%～3.0%；fe：0.20%～0.40%；ni：0.25%～0.50%；si：0.10%～0.30%，cu：0.05%-0.15%，余量为al；其中，zn元素与mg元素重量之比大于2.3。

4、根据本申请的实施方式，以质量百分数计，包括：

5、zn：5.0%～6.0%；mg：1.8%～2.2%；fe：0.30%～0.40%；ni：0.35%～0.50%；si：0.10%～0.30%，cu：0.10%-0.15%，余量为al。

6、根据本申请的实施方式，以质量百分数计，包括：

7、zn：5.0%～6.0%；mg：1.8%～2.2%；fe：0.20%～0.30%；ni：0.25%～0.35%；si：0.10%～0.30%，cu：0.10%-0.15%，余量为al。

8、根据本申请的实施方式，ni元素与fe元素重量之比在1-1.5之间。

9、根据本申请的实施方式，在所述铸造用铝锌合金材料中，其显微组织主要由α-al基体、mgzn2相和alfe9ni共晶相构成；所述铸造用铝锌合金材料的抗拉强度＞270mpa，屈服强度＞175mpa，延伸率＞11%。

10、本申请还提供了一种铝锌合金构件的制备方法，包括以下步骤：

11、将上述的铸造用铝锌合金材料对应的原料熔化后，得到熔体；

12、在所述熔体中加入altib细化剂后，保温5分钟；所述altib细化剂的加入量为所述熔体总重量的0.2%；

13、在所述熔体中继续加入所述熔体总重量的0.2%的精炼剂，并通入高纯氩气进行除气精炼；除气时间为10-15分钟；

14、将精炼后的所述熔体在690-700℃下浇铸，得到所述铝锌合金构件。

15、根据本申请的实施方式，所述将上述的铸造用铝锌合金材料对应的原料进行熔化的步骤包括：

16、将纯铝熔化，加热到740-760℃之间保温，按比例加入纯si，保温10分钟，再按比例加入al-20%zn、al-20%fe、al-10%ni及al-50%cu中间合金，保温10-20分钟，保温期间搅拌，使其均匀化；熔化完毕后，等金属液降温至710-720℃之间，再加入纯镁，得到熔体，并在所述熔体表面添加覆盖剂。

17、根据本申请的实施方式，还包括：

18、将浇铸得到构件依次进行一级固溶处理和二级固溶处理；其中，一级固溶温度为380-440℃，固溶时间为1-4小时；二级固溶温度为500-540℃，固溶时间为4-7小时；

19、将二级固溶处理后的构件转移至淬火介质中进行淬火处理，其中，淬火介质为水，所述淬火介质的温度为60-80℃；淬火转移时间≦30秒，淬火时间为100-150秒；

20、将淬火后的构件进行时效处理，得到所述铝锌合金构件。

21、根据本申请的实施方式，将淬火后的构件进行时效处理的步骤包括：

22、将淬火后的构件在150-180℃下，放置2-6小时。

23、本申请还提供了一种上述的铸造用铝锌合金材料或上述制备的铝锌合金构件在汽车底盘零部件中的应用。

24、上述的铸造用铝锌合金材料中，通过合理调整不同元素间的配比，从而获得所需的强度和韧性。其中，主要合金元素为zn和mg，在基体中形成mgzn2强化相，从而提升合金强度，并且在zn、mg元素的基础上同时加入ni元素和fe元素，并严格控制si元素的含量，能够有效改善fe元素对材料韧性的影响。而且fe在铸造用铝锌合金材料为合金元素，其成分控制范围较高，可以显著提升产品制造过程中再生铝的使用比例。

技术特征：

1.一种铸造用铝锌合金材料，其特征在于，以质量百分数计，包括：

2.根据权利要求1所述的铸造用铝锌合金材料，其特征在于，以质量百分数计，包括：

3.根据权利要求1所述的铸造用铝锌合金材料，其特征在于，以质量百分数计，包括：

4.根据权利要求1~3中任一项所述的铸造用铝锌合金材料，其特征在于，ni元素与fe元素重量之比在1-1.5之间。

5.根据权利要求1~3中任一项所述的铸造用铝锌合金材料，其特征在于，在所述铸造用铝锌合金材料中，其显微组织主要由α-al基体、mgzn2相和alfe9ni共晶相构成；所述铸造用铝锌合金材料的抗拉强度＞270mpa，屈服强度＞175mpa，延伸率＞11%。

6.一种铝锌合金构件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的铝锌合金构件的制备方法，其特征在于，所述将权利要求1~5中任一项所述的铸造用铝锌合金材料对应的原料进行熔化的步骤包括：

8.根据权利要求6所述的铝锌合金构件的制备方法，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求8所述的铝锌合金构件的制备方法，其特征在于，将淬火后的构件进行时效处理的步骤包括：

10.一种权利要求1~5中任一项所述的铸造用铝锌合金材料或权利要求6~9中任一项制备的铝锌合金构件在汽车底盘零部件中的应用。

技术总结本发明提供了一种铸造用铝锌合金材料、构件制备方法及应用。该铸造用铝锌合金材料，以质量百分数计，包括：Zn：5.0%～7.0%；Mg：1.0%～3.0%；Fe：0.20%～0.40%；Ni：0.25%～0.50%；Si：0.10%～0.30%，Cu：0.05%‑0.15%，余量为Al；其中，Zn元素与Mg元素重量之比大于2.3。上述的铸造用铝锌合金材料中，通过合理调整不同元素间的配比，从而获得所需的强度和韧性。其中，主要合金元素为Zn和Mg，在基体中形成MgZn<subgt;2</subgt;强化相，从而提升合金强度，并且在Zn、Mg元素的基础上同时加入Ni元素和Fe元素，并严格控制Si元素的含量，从而降低了Fe元素对材料韧性的影响。技术研发人员：刘海峰,王巍,陈鹤,王立生,张振栋,杨立国,贾建磊,马超,乔海波,贺延明,曹健强,张宏仁,邱正,刘书基,佟瑞松,胡建华受保护的技术使用者：中信戴卡股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13