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铸造合金

阅读:151发布:2020-05-11

专利汇可以提供铸造合金专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 铸造 铝 合金 。,下面是铸造合金专利的具体信息内容。

1.一种铸造合金,所述铸造铝合金含有以下合金成分:
Si:>3.8且不超出5.8重量%,
Mg:0.1至0.6重量%,
Cr:0.05至1.3重量%,
Fe:<0.18重量,
Mn:<0.06重量,
Ti:<0.2重量,
Cu:≤0.03重量%,
Sr:0.010至0.030重量%,
Zr:<0.006重量%,
Zn:<0.006重量%,
杂质:<0.1重量%,
并分别以Al来补充至100重量%。
2.根据权利要求1所述的铸造铝合金,其特征在于,以3.8至5.5重量%、优选大于3.8至
5重量%的含量含有Si。
3.根据权利要求1或2所述的铸造铝合金,其特征在于,以4.0至5.0重量%的含量含有Si。
4.根据权利要求1或2所述的铸造铝合金,其特征在于,以5.0至5.8重量%的含量含有Si。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,以0.15至小于0.4重量%的含量含有Mg。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,以大于0.15至0.35重量%的含量、优选0.30至0.35重量%的含量含有Mg。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,以大于0.05至小于
0.25重量%的含量含有Cr。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,以0.10至0.20重量%的含量、优选0.12至0.17重量%的含量含有Cr。
9.根据权利要求1至7中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,以0.10至0.20重量%的含量、优选0.13至0.18重量%的含量含有Cr。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,以不超出0.12重量%的含量、优选0.01至0.12重量%的含量含有Fe。
11.根据权利要求1至9中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,以0.01至0.15重量%的含量含有Fe。
12.根据权利要求1至10中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,以不超出0.03重量%、优选0.01至0.03重量%的含量含有Mn。
13.根据权利要求1至10中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,以0.01至0.05重量%的含量含有Mn。
14.根据权利要求1至13中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,以不超出0.03重量%的含量、优选0.01至0.03重量%的含量含有Ti。
15.根据权利要求1至13中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,以0.05至小于0.2重量%的含量、优选0.10至小于0.2重量%的含量、特别优选以大于0.15至小于0.2重量%的含量含有Ti。
16.根据权利要求1至15中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,以0.001重量%至
0.03重量%的含量含有Cu。
17.根据权利要求1至15中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,以<0.006重量%、优选0.001至0.005重量%的含量含有Cu。
18.根据权利要求1至17中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,以0.015至0.025重量%的含量含有Sr。
19.根据权利要求1至17中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,以0.019至0.024重量%的含量含有Sr。
20.根据权利要求1至19中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,以0.001至0.005重量%的含量含有Zr。
21.根据权利要求1至20中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,以0.001至0.005重量%的含量含有Zn。
22.根据权利要求1至21中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,杂质具有<0.05重量%的含量。
23.根据权利要求1至22中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,杂质具有<0.005重量%的含量。
24.根据权利要求1至23中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,所述铸造铝合金是低压-铸造铝合金。
25.根据权利要求1至24中任意一项所述的铸造铝合金,其特征在于,所述铸造铝合金是反压(CPC)-铸造铝合金。
26.一种由根据权利要求1至25中任意一项所述的铸造铝合金来制造铸造构件的方法,其中,应用低压铸造方法。
27.一种由根据权利要求1至25中任意一项所述的铸造铝合金来制造铸造构件的方法,其中,应用反压(CPC)铸造方法。
28.一种由根据权利要求1至25中任意一项所述的铸造铝合金来制造铸造构件的方法,其中,应用挤压铸造、重-硬模铸造或者压铸、特别是触变铸造法、流变铸造法或者低压-砂型铸造法。
29.一种由根据权利要求1至25中任意一项所述的铸造铝合金来制造铸造构件的、特别是根据权利要求26至28中任意一项所述的方法,其中使铸造构件在铸造过程之后经历两阶段式的热处理,即,固溶退火以及随后的热时效。
30.根据权利要求29所述的方法,其特征在于,所述铸造构件在这两个热处理阶段之间在空气中或优选在中淬火。
31.根据权利要求26至30中任意一项所述的方法,其中,铸造构件在铸造过程后在530℃与550℃之间以6至10h固溶退火,优选在540℃与550℃之间以7至9h、特别是以8至9h固溶退火,非常特别优选在大于540℃至550℃之间以7至9h、特别以8至9h固溶退火。
32.根据权利要求26至30中任意一项所述的方法,其中,铸造构件在铸造过程后在180℃与210℃之间以1至8h、特别是以1至6.5h回火,优选在180℃与190℃之间以1至6.5h、特别是以4至6.5h回火,特别优选在180℃与小于190℃之间以4至6.5h、特别是以5至6.5h回火。
33.一种将根据前述权利要求中的任意一项所述的铸造铝合金或者由所述铸造铝合金制成的、特别热处理的铸造构件用于车辆的底盘部件的用途,优选用于车辆的车轮引导部件的用途,特别优选用于减震腿、轮架以及特别是用于转盘轴承的用途。
34.一种根据前述权利要求中的任意一项所述的铸造铝合金的或者由所述铸造铝合金铸成的、特别热处理的轮辋的用途。

说明书全文

铸造合金

技术领域

[0001] 本发明涉及一种铸造铝合金

背景技术

[0002] 从DE 10 2013 108 127 A1中已知一种铸造铝合金,其含有以下加入的合金成分:
[0003] Si:3.0至3.8重量%
[0004] Mg:0.3至0.6重量%
[0005] Cr:0.25至0.35重量%
[0006] Fe:<0.18重量%
[0007] Mn:<0.06重量%
[0008] Ti:<0.16重量%
[0009] Cu:<0.006重量%
[0010] Sr:0.010至0.030
[0011] Zr:<0.006重量%
[0012] Zn:<0.006重量%
[0013] 杂质:<0.1重量%、优选<0.005重量%并分别以Al来补充至100重量%。
[0014] 然而从公开了具备优化的机械性能的、低Si的铸造铝合金(在其用于制造铸造构件时、特别是在车辆的底盘区域中有利地促使材料节省)的该现有技术出发,却显示出,在待铸造的铸造构件的复杂几何结构的情况下可能会出现铸造性能方面的问题。

发明内容

[0015] 因此,本发明的目的在于,在铸造性能方面对于这种低Si的铸造铝合金进一步优化,而不会由此过度负面地影响到其机械性能。
[0016] 这根据本发明通过一种铸造铝合金而实现,该铸造铝合金包含以下加入的合金成分:
[0017] Si:>3.8至5.8重量%
[0018] Mg:0.1至0.6重量%
[0019] Cr:0.05至1.3重量%
[0020] Fe:<0.18重量
[0021] Mn:<0.06重量
[0022] Ti:<0.2重量
[0023] Cu:≤0.03重量%
[0024] Sr:0.010至0.030重量%
[0025] Zr:<0.006重量%
[0026] Zn:<0.006重量%
[0027] 杂质:<0.1重量%
[0028] 并分别以Al来补充至100重量%。
[0029] 这种铸造铝合金相比于现有技术而言具有改善的铸造性能,特别是在待铸造的、较小壁厚度和/或较长流道的情况下。根据本发明而在上述数量级中对合金成分进行的选择因此促成了对于铸造性能的改善,而不会由此对于机械性能造成负面影响。有利的是还能够实现断裂延伸率的增高。
[0030] 正如本领域技术人员通常已知的那样,根据本发明的合金可能含有制造引起的杂质,例如Pb、Ni等。
[0031] 为了对于铸造性能进行优化而不对于待铸造的铸造构件的机械特征值产生负面影响,对于一些应用情况可能有利的是,以大于3.8至5.5重量%的含量、优选为大于3.8至5.0重量%、特别优选是4.0至5.0重量%的含量而含有Si。对于其他应用情况而言可能有利的是,使Si具有5.0至5.8重量%的含量。
[0032] 为了对于铸造性能进行优化而不对待铸造的铸造构件的机械特征值产生任何负面的影响,可能有利的是,以0.15至小于0.50重量%、优选至小于0.40重量%的含量而含有Mg。可以有利的是,以0.15至小于0.35重量%、优选0.20至0.30重量%、特别优选至小于0.30重量%的含量而含有Mg。对于一些应用情况而言可以有利地的是,以0.30至0.35重量%的含量而含有Mg。
[0033] 为了在不负面地影响待铸造的铸造构件的机械特征值的前提下来对铸造性能优化,可能有利的是,以大于0.05至小于0.25重量%的含量而含有Cr。对于一些应用情况而言有利的是,以0.10至0.20重量%、优选0.12至0.17重量%的含量而含有Cr。对于一些应用情况而言可能有利的是,以0.13至0.18重量%的含量而含有Cr。
[0034] 为了在不负面地影响待铸造的铸造构件的机械特征值的前提下来对铸造性能优化,可能有利的是,以0.01至0.15重量%的含量而含有Fe。对于一些应用情况而言有利的是,以不超出0.12重量%、优选0.01至0.12重量%的含量而含有Fe。
[0035] 为了在不负面地影响待铸造的铸造构件的机械特征值的前提下来对铸造性能优化,可能有利的是,以0.01至0.05重量%的含量而含有Mn。对于一些应用情况而言有利的可以是,以不超出0.03重量%、优选0.01至0.03重量%的含量而含有Mn。
[0036] 为了在不负面地影响待铸造的铸造构件的机械特征值的前提下来对铸造性能优化,可能有利的是,以0.05至小于0.2重量%、优选0.10至小于0.2重量%、特别优选大于0.15至小于0.2重量%的含量而含有Ti。对于一些应用情况而言有利的可以是,以不超出
0.03重量%、优选0.01至0.03重量%的含量而含有Ti。
[0037] 为了在不负面地影响待铸造的铸造构件的机械特征值的前提下来对铸造性能优化,可能有利的是,以小于0.006重量%、优选0.001至0.005重量%的含量而含有Cu。对于一些应用情况而言有利的可以是,以0.001至0.03重量%的含量而含有Cu。
[0038] 为了在不负面地影响待铸造的铸造构件的机械特征值的前提下来对铸造性能优化,可能有利的是,以0.015至0.025重量%的含量而含有Sr。对于一些应用情况而言有利的可以是,以0.019至0.024重量%的含量而含有Sr。
[0039] 为了在不负面地影响待铸造的铸造构件的机械特征值的前提下来对铸造性能优化,可能有利的是,以0.001至0.005重量%的含量而含有Zr。
[0040] 为了在不负面地影响待铸造的铸造构件的机械特征值的前提下来对铸造性能优化,可能有利的是,以0.001至0.005重量%的含量而含有Zn。
[0041] 对于大量的应用情况而言有利的是,使杂质的含量<0.05重量%。对于各种不同的应用情况而言,可能有利的是,使杂质的含量<0.005重量%。
[0042] 对于已知的铸造构件而言证实为有利的是,使根据本发明的铸造铝合金为低压铸造铝合金。
[0043] 相应地,本发明还涉及一种用于由根据权利要求1至16中任一项所述的铸造铝合金来制造铸造构件的方法,其中能够使用低压铸造法。
[0044] 对于特定的铸造构件而言证实为有利的是,使铸造铝合金为反压(CPC)铸造铝合金。
[0045] 相应地,本发明还涉及一种用于由根据权利要求1至16中任一项所述的铸造铝合金来制造铸造构件的方法,其中能够使用低压-反压-铸造法。
[0046] 作为由根据本发明的铸造铝合金制成的车辆的铸造构件(特别是以底盘部件形式、优选以车轮引导部件的形式,特别优选以减震腿、轮架或者转盘轴承的形式)的制造方法,基本上各种不同的永久铸型铸造方法都适合。然而由于在车辆的高负荷的车轮引导部件中要求非常好的机械性能,特别适合的是以低压-硬模铸造法以及反压铸造法(CPC法,也称为反压-硬模铸造法)作为制造方法。
[0047] 作为由根据本发明的铸造铝合金制成的车辆的铸造构件(特别是以底盘部件形式、优选以车轮引导部件的形式,特别优选以减震腿、轮架或者转盘轴承的形式)的制造方法,能够有利地应用挤压铸造、重-硬模铸造或者压铸、特别是触变铸造法、流变铸造法或者低压-砂型铸造法。
[0048] 为了实现或者进一步开发上述的优势,有利的是,使铸成的构件经历两阶段式的热处理,即,固溶退火以及随后的热时效。可以有利的是,使铸造构件在这两个热处理阶段之间在空气中或优选在中淬火。
[0049] 有利地使铸造构件在铸造过程后在530℃与550℃之间以6至10h固溶退火,优选在540℃与550℃之间以7至9h、特别是以8至9h固溶退火,非常特别优选在大于540℃至550℃之间以7至9h、特别以8至9h固溶退火。
[0050] 有利的是,使铸造构件在铸造过程后在180℃与210℃之间以1至8h、特别是以1至6.5h回火,优选在180℃与190℃之间以1至6.5h、特别是以4至6.5h回火,特别优选在180℃与小于190℃之间以4至6.5h、特别是以5至6.5h回火。
[0051] 此外本发明还设置了一种将根据所述权利要求中的任意一项所述的铸造铝合金或者根据任意一项权利要求的、特别是热处理的铸造构件用于车辆底盘部件的用途,优选用于车辆的车轮引导部件的用途,特别优选用于减震腿、轮架或转盘轴承的用途。
[0052] 本发明此外还设置了一种将根据所述权利要求中的任意一项所述的铸造铝合金或者根据任意一项权利要求的、特别是热处理的铸造构件用于车辆的轮辋的用途。
[0053] 由根据所述权利要求中的任意一项所述的铸造铝合金和/或根据所述权利要求中的任意一项所述的方法制成的根据本发明的铸造构件的特征在于,尽管对于铸造性能进行了改善却不会过度负面地影响到铸造构件在热处理后得到的机械特征值,特别是不会过度负面地影响300至325MPa、优选305至310MPa的屈服极限Rp0.2;和/或4至10%的、优选7至9%的断裂延伸率A5;和/或350-375MPa、优选350-360MPa的抗拉强度Rm。
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