铸造铝合金 |
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申请号 | CN201480007730.2 | 申请日 | 2014-02-04 | 公开(公告)号 | CN104968817A | 公开(公告)日 | 2015-10-07 |
申请人 | KSM铸造集团有限公司; | 发明人 | 克劳斯·格雷文; 马尼坎达·洛加纳森; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及一种 铸造 铝 合金 。 | ||||||
权利要求 | 1.一种铸造铝合金,包含以下合金组分: |
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说明书全文 | 铸造铝合金技术领域背景技术[0002] DE 10 2008 055 928 A1中已知一种铸造铝合金,该铸造铝合金包含了以下合金组分: [0003] Si:2.5重量%至3.3重量%,优选2.7重量%至3.1重量% [0004] Mg:0.2重量%至0.7重量%,优选0.3重量%至0.6重量% [0005] Fe:<0.18重量%,优选0.05重量%至0.16重量% [0006] Mn:<0.5重量%,优选0.05重量%至0.4重量% [0007] Ti:<0.1重量%,优选0.01至0.08重量% [0008] Sr:<0.03重量%,优选0.01至0.03重量% [0009] Cr:0.3重量%至1.3重量%,优选0.4重量%至1.0重量%, [0010] 特别优选0.5重量%至0.8重量% [0011] 其它:<0.1重量%, [0012] 并且分别由Al来补充至100重量%。 发明内容[0013] 从现有技术出发,本发明的目的在于,就机械性能而言对这样的少Si的铸造铝合金以这样的方式进行优化,即,该铸造铝合金用于制造特别是汽车底盘区域中的铸造构件时,能够节约材料并且实现与节约材料伴随而来的、专业人员所熟知的在汽车领域中的优势。 [0014] 这点根据本发明通过一种铸造铝合金而达到,该铸造铝合金包含以下合金组分: [0015] Si:3.0重量%至3.8重量% [0016] Mg:0.3至0.6 [0017] Cr:0.05重量%至<0.25重量% [0018] Fe:<0.18重量% [0019] Mn:<0.06重量% [0020] Ti:<0.16重量% [0021] Cu:<0.006重量% [0022] Sr:0.010至0.030 [0023] Zr:<0.006重量% [0024] Zn:<0.006重量% [0025] 杂质:<0.1重量% [0026] 并且分别由Al来补充至100重量%。 [0027] 这样的铸造铝合金与现有技术相比更坚固、更韧并且更有延展性。 [0028] 根据本发明在所提及的数量级内对合金组分的选择促成了对机械性能进一步显著的改善,在铸造状态下,不过特别是在两阶段的热处理后,即在固溶退火及随后的时效处理后的铸造构件中,已经体现了这个机械性能的改善,其中,在这两个热处理阶段之间优选地设有铸造构件在水中的淬火。因此对于汽车底盘的应用,优选地对于车轮导向构件、非常优选地对于减震杆(Daempferstelzen)、轮架以及特别是摆动轴承,得到总体提高的机械特性值。 [0029] 完全出乎意料地,特别在断裂延伸A5的机械特性值方面显示出,按照本发明能够进一步降低根据DE 10 2008 055 928 A1作为临界点所给出的0.3重量%的铬最低极限值。 [0030] 正如对于专业人员而言普遍熟知的,根据本发明的合金可能包含制造所带来的杂质,例如Pb、Ni等。 [0031] 如果含有大于3.1重量%且小于3.7重量%含量的Si,这对于机械特性值的优化而言可以是有利的。如果含有大于3.3重量%且小于3.7重量%含量的Si,可能对于特定的应用情况而言是有利的。如果含有大于3.0重量%且小于3.3重量%含量的Si,则对于一些其它的应用情况而言可能是有利的。 [0032] 如果含有0.5重量%至0.6重量%含量的Mg,对机械特性值的优化可能是有利的。如果含有0.5重量%至小于0.6重量%含量的Mg、优选0.5重量%至0.55重量%含量的Mg,可能是有利的。 [0033] 如果含有0.10重量%至小于0.20重量%含量的Cr,对机械特性值的优化可能是有利的。如果含有0.12重量%至0.17重量%含量的Cr,对于一些使用情况而言可能是有利的。 [0034] 如果含有0.01重量%至0.15重量%含量的Fe,对机械特性值的优化可能是有利的。 [0035] 如果含有0.01重量%至0.05重量%含量的Mn,对机械特性值的优化可能是有利的。 [0036] 如果含有0.05重量%至0.15重量%含量的Ti,对机械特性值的优化可能是有利的。 [0037] 如果含有0.001重量%至0.005重量%含量的Cu,对机械特性值的优化可能是有利的。 [0038] 如果含有0.015重量%至0.025重量%含量的Sr,对机械特性值的优化可能是有利的。 [0039] 如果含有0.001重量%至0.005重量%含量的Zr,对机械特性值的优化可能是有利的。 [0040] 如果含有0.001重量%至0.005重量%含量的Zn,对机械特性值的优化可能是有利的。 [0041] 如果含有杂质的含量<0.05重量%,对于大量的应用可能是有利的。如果含有杂质的含量<0.005重量%,对于各种的应用可能也是有利的。 [0042] 如果根据本发明的铸造铝合金是低压铸造铝合金,这对于特定的铸造构件而言已证实为有利的。 [0044] 如果铸造铝合金是差压(CPC)铸造铝合金,这对于特定的铸造构件而言已证实为有利的。 [0045] 相应地,本发明还涉及一种由根据权利要求1至14中任意一项所述的铸造铝合金来制造铸造构件的方法,在该方法中应用了低压-差压铸造方法。 [0046] 不同的永久铸模铸造法(Dauerformgiessverfahren)原则上适合作为由根据本发明的铸造合金来制造铸造构件的方法,这些铸造构件特别是作为汽车的底盘部件,优选作为汽车的车轮导向部件,非常优选作为汽车的减震杆、轮架或摆动轴承。不过,由于在汽车的高负荷的车轮导向部件中非常好的机械性能,特别适合作为制造方法的是低压硬模铸造(Niederdruck-Kokillenguss)以及差压铸造法(CPC法),该方法也称为差压硬模铸造法(Gegendruck-Kokillengiessverfahren)。 [0047] 作为由根据本发明的铸造合金来制造铸造构件的方法,可以有利地应用挤压铸造(Squeeze-Casting)、重力-硬模铸造(Schwerkraft-Kokillenguss)或压铸、特别是触变铸造、流变铸造或低压-砂型铸造,其中该铸造构件特别作为汽车的底盘部件,优选作为汽车的车轮导向部件,非常优选作为汽车的减震杆、轮架或摆动轴承。 [0048] 为了达到或进一步发展上述的优点,如果铸造的构件经过两阶段的热处理,即,固溶退火和随后的热时效处理,会是有利的。如果在这两个热处理阶段之间将铸造构件在水中淬火,可能是有利的。 [0049] 如果在铸造过程后对该铸造构件进行固溶退火,可能是适合的,该固溶退火在530℃至550℃之间持续6至10h;优选在540℃至550℃之间持续7至9h,特别是持续8至 9h;特别优选在大于540℃至550℃之间持续7至9h,特别是持续8至9h。。 [0050] 如果在铸造过程后对该铸造构件进行回火,可能是适合的,该回火在180℃至210℃之间持续1至8h,特别是持续1至6.5h;优选在180℃至190℃之间持续1至6.5h,特别是持续4至6.5h;特别优选在180℃至小于190℃之间持续4至6.5h,特别是持续5至 6.5h。 [0051] 本发明此外还设定了对于根据权利要求中的任意一项所述的铸造铝合金的用途或根据权利要求中的任意一项所述的特别是经热处理的铸造构件的用途,这些铸造铝合金或铸造构件用于汽车底盘部件,优选用于汽车的车轮导向部件,特别优选用于汽车的减震杆、轮架以及摆动轴承。 [0052] 根据本发明,在已改善的结构性能的条件下铸造构件还具有改善的屈强比。该铸造法一方面实现了无缺陷(例如缩孔这样常见的缺陷)的铸件,另一方面以这样的方式正面地影响了显微结构,即,尽可能地保持较少的内部凹痕的数量,这些凹痕会减小断裂延伸率。 [0053] 如上所述,根据本发明的铸造铝合金已证实特别适用于更强负载的部件,例如减震杆、轮架或摆动轴承。使用差压硬模铸造法(CPC法)作为用于制造这样的强负载的部件的非常优选的方法。 [0054] 由根据权利要求中的任意一项所述的铸造铝合金和/或按照权利要求中的任意一项所述的方法制造的根据本发明的铸造构件,其特征在于,在热处理后,具有300MPa至 |