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压铸铸造合金及使用其的功能性部件

阅读:327发布:2020-05-08

专利汇可以提供压铸铸造合金及使用其的功能性部件专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 申请 的目的在于提供一种 压铸 铸造 用 铝 合金 及使用其的功能性部件,能够确保高强度并且确保优异的延伸率特性。压铸铸造用 铝合金 的 质量 %如下,Si:6~9%、Mg:0.30~0.60%、Cu:0.30~0.60%、Fe:0.25%以下、Mn:0.60%以下、Ti:0.2%以下,其特征在于,Sr:200ppm以下、P:5ppm以下、且Sr(ppm)-4.2×P(ppm)≥50,其余部分为Al和不可避免的杂质。,下面是压铸铸造合金及使用其的功能性部件专利的具体信息内容。

1.一种压铸铸造合金质量%如下,Si:6~9%、Mg:0.30~0.60%、Cu:0.30~
0.60%、Fe:0.25%以下、Mn:0.60%以下、Ti:0.2%以下,其特征在于,Sr:200ppm以下、P:5ppm以下、且Sr(ppm)-4.2×P(ppm)≥50,其余部分为Al和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的压铸铸造用铝合金,其特征在于,
Sr:50~200ppm。
3.根据权利要求1或2所述的压铸铸造用铝合金,其特征在于,
Fe:0.08~0.25%,Mn:0.20~0.60%。
4.一种功能性部件,其特征在于,
使用了权利要求1~3中任一项所述的压铸铸造用铝合金进行压铸铸造,并通过压铸铸造后的T5调质处理,拉伸强度达到260MPa以上、且延伸率达到10%以上。

说明书全文

压铸铸造合金及使用其的功能性部件

技术领域

[0001] 本发明关于压铸铸造用的铝合金,特别是涉及较高拉伸强度和延伸率特性优异的铝合金及使用其的功能性部件。

背景技术

[0002] 使用铝合金的压铸铸造是在模具内将铝合金的熔汤以高速、高压射出成形的铸造方法。
[0003] 由于压射周期短、生产性高,因此在汽车部件、机械部件等很多产业领域的部件制造中得以采用。
[0004] 在压铸铸造中对铸造时的液体流动性有所要求,因此使用Al-Si系合金。
[0005] 例如,通常使用JIS ADC12等铝合金,存在延伸率低的问题。
[0006] 特别是在需要高强度的功能性部件中,在压铸铸造后实施T5调质等热处理,但是在金属组织中析出粗大的板状共晶Si、或者由于铝合金中所包含的系杂质而变为粗大的针状组织,由于以它们为起点的破坏模式使延伸率降低,从而难以应用于功能性部件。
[0007] 虽然专利文献1公开了通过添加0.08~0.25质量%的钼来改善延伸率特性的技术,但应用于功能性部件则其强度不够。
[0008] 因此,本发明者等提出了通过先添加Sr或Na,从而改善高强度下延展性(延伸率)的压铸铸造用铝合金(专利文献2)。
[0009] 该公报中公开的铝合金通过T6调质处理能够得到功能性部件所要求的高强度和优异的延伸率特性,但是通过比T6处理更低成本的T5调质处理来确保高强度和高延伸率,仍有改善的余地。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献1:日本国特许第4970709号公报
[0013] 专利文献2:日本国特开016-102246号公报

发明内容

[0014] 发明要解决的技术问题
[0015] 本发明的目的在于提供一种压铸铸造用铝合金及使用其的功能性部件,能够在高强度的同时确保优异的延伸率特性。
[0016] 用于解决技术问题的方式
[0017] 本发明中的压铸铸造用铝合金,质量%如下,Si:6~9%、Mg:0.30~0.60%、Cu:0.30~0.60%、Fe:0.25%以下、Mn:0.60%以下、Ti:0.2%以下,其特征在于,Sr:200ppm以下、P:5ppm以下、且Sr(ppm)-4.2×P(ppm)≥50,其余部分为Al和不可避免的杂质。
[0018] 在此,优选为Sr:50~200ppm的范围,优选为Fe:0.08~0.25%、Mn:0.20~0.60%的范围。
[0019] 本发明中的功能性部件,其特征在于,使用了权利要求1~3中任一项所述的压铸铸造用铝合金进行压铸铸造,并通过压铸铸造后的T5调质处理,拉伸强度达到260MPa以上、且延伸率达到10%以上。
[0020] 在本发明中,功能性部件是指要求拉伸强度达到260MPa以上、且延伸率(延展性)达到10%以上的部件。
[0021] 例如,在汽车领域中,可列举变速器部件、发动机部件等在高强度下要求耐久性的部件作为例子。
[0022] T5调质处理是指在压铸铸造后以预定的温度进行人工时效处理,例如是指160~220℃、2~12小时的热处理。
[0023] T6调质处理是指在固溶化处理后进行人工时效处理。
[0024] 因此,与T6处理相比,T5处理由于不需要固溶化处理工序,削减了该部分的成本,也能够防止伴随固溶化处理而产生的不良状况。
[0025] 接着,针对合金组成进行说明。
[0026] <Si>
[0027] Si成分对铸造时的液体流动性造成较大的影响,需要在6%以上。
[0028] 若Si在合金组织中形成粗大的结晶物则使延伸率降低,因此优选9%以下。
[0029] <Mg、Cu>
[0030] Mg成分及Cu成分通过预定的添加而使强度提升,但若添加量过多则使延伸率降低,因此设为Mg:0.30~0.60%、Cu:0.30~0.60%的范围。
[0031] <Fe>
[0032] Fe成分是通过作为原材料的铝锭的制造及铸造工序等,容易作为杂质而混入的成分,若在金属组织中结晶出粗大的针状结晶物,则会以此为起点成为破断、延伸率降低的原因。
[0033] 因此,Fe成分优选在0.25%以下,在本发明中设为Fe:0.08~0.25%。
[0034] <Sr、P>
[0035] Sr成分通过使Si共晶组织细微化,从而使延伸率性提升。
[0036] 然而,若熔汤中包含P成分,则会阻碍Si共晶组织的细微化。
[0037] 因此,本发明具有如下的特征,将P的含量抑制在5ppm以下,且将Sr成分以满足以质量的ppm为单位Sr-4.2×P≥50的方式进行添加。
[0038] 此外,优选为将Sr成分优选设为50~200ppm的范围。
[0039] 为了将熔汤中的P的含量抑制为5ppm以下,优选熔炉的炉壁材等使用不含P的材料,且优选将旋转式的脱气装置与助熔处理等进行组合来抑制P的混入。
[0040] <Mn>
[0041] Mn成分通过少量的添加量而具有在铸造时抑制烧粘模具的效果。
[0042] 若添加量增多则延伸率降低,因此在添加时优选为0.20~0.60%的范围。
[0043] <Ti>
[0044] Ti成分具有使结晶粒的细微化的效果,在添加时优选在0.2%以下。
[0045] 其它成分,例如Zn、Ni、Sn、Cr等不可避免的杂质,优选抑制在0.05%以下。
[0046] 在本发明中,通过使用这类铝合金,并通过在压铸铸造后经过人工时效处理(T5处理)的工序,从而可得到拉伸强度达到260MPa以上的高强度、且延伸率达到10%以上的优异的延展性的功能性部件。
[0047] 发明的效果
[0048] 本发明中的铝合金由于添加Mg及Cu成分来确保高强度,并通过抑制P的含量且添加预定量的Sr,从而能够改善延伸率特性。
[0049] 由此,成为还能够适用于要求耐久性的功能性部件。附图说明
[0050] 图1示出在评价中使用的铝合金的化学组成。
[0051] 图2示出评价结果。

具体实施方式

[0052] 图1示出在实施例1~6和比较例1~24的评价中使用的铝合金熔融物中的化学成分的分析结果。
[0053] Sr、P单位为ppm,其它成分以质量%的值示出。
[0054] 使用该物质的熔汤压铸铸造成形状分别相同的制品,维持F材料、及进行T5处理或T6处理,切出试验片,并以JISZ 2241为标准对机械的性能进行评价。
[0055] T5处理条件为进行180℃×4小时的人工时效处理。
[0056] T6处理条件为在500℃下在固溶化处理后进行利用冷的淬火,其后实施180℃×4小时的回火。
[0057] 试验片的尺寸设为长80mm×宽5mm×高5mm、标点间距离35mm。
[0058] 将其评价结果示于图2的表。
[0059] 在本发明中,将拉伸强度的目标设为260MPa以上,将0.2%屈服强度的目标设为150MPa以上,将延伸率的目标设为10%以上来进行评价。
[0060] 在实施例1~6中,虽然P成分的浓度接近5ppm的上限,但以(A)=Sr(ppm)-4.2×P(ppm)的值成为50以上的方式添加Sr,其结果是,通过将其它化学成分设为目标范围内,能够达到拉伸强度和延伸率两者的目标。
[0061] 与此相对,在比较例1中,P的量超过5ppm,延伸率低。
[0062] 在比较例2、7、15中,(A)=Sr-4.2×P的值小于50,Cu的添加量大于0.60%,因此虽达到了拉伸强度的目标,但延伸率低。
[0063] 在比较例3中,除了未添加Mn之外,其它在与实施例1~6相同的成分范围内。
[0064] 因此,由于达到了拉伸强度及延伸率的目标,也包含在本发明的实施例中,但由于在制品中确认出烧粘,因此在表中作为比较例进行区分。
[0065] 在比较例4中,因(A)的值低而延伸率低,由于未添加Mn,因此对模具产生烧粘。
[0066] 在比较例5、6、9中,也是(A)的值低而延伸率低。
[0067] 在比较例10中,由于Mg、Cu的添加量多,虽然达到了拉伸强度的目标,但(A)的值低而延伸率差。
[0068] 在比较例12、13中,Cu的添加量少而拉伸强度弱。
[0069] 比较例14、16、17、19、22是进行了T6处理的例子,其中,比较例16、17达到了拉伸强度、延伸率的目标,但在T5处理中,不能达到目标。
[0070] 在比较例20、21、23中,通过使Cu的添加量增多,虽然能够使拉伸强度变高,但是延伸率变低。
[0071] 产业上的利用可能性
[0072] 作为压铸铸造中使用的铝合金,能够利用于要求较高拉伸强度和延伸率的各种部件。
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