CN109642276A - 铝铸造合金 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铝铸造合金。

Description

铝铸造合金
技术领域
本发明涉及一种铝铸造合金。
背景技术
由DE 10 2015 111 020 A1已知一种铝铸造合金，其含有合金组分
Si：>3.8至5.8wt％
Mg：0.1至0.6wt％
Cr：0.05至1.3wt％
Fe：<0.18wt％
Mn：<0.06wt％
Ti：<0.2wt％
Cu：≤0.03wt％
Sr：0.010至0.030
Zr：<0.006wt％
Zn：<0.006wt％
杂质：<0.1wt％
并且通过Al补充至100wt％。
这个背景技术揭示一种具有经优化的机械特性的铝铸造合金，在被用于制造特别是位于汽车的底盘区域内的铸造件时，以及在待铸造的铸造构件的几何结构较为复杂时，这个铝铸造合金因其经优化的机械特性而有助于节省材料，但事实表明，就待铸造的铸造件的某些几何结构而言，在铸造性能方面可能会出现问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于，在铸造性能方面对这种铝铸造合金作进一步改进，而不对其机械特性造成过度的负面影响。
本发明用以达成上述目的的解决方案为一种铝铸造合金，其含有下列合金组分
Si：>3.8至5.8wt％
Mg：0.45至0.55wt％
Cr：0.05至0.5wt％
Sr：0.010至0.030
杂质：<0.1wt％
并且通过Al补充至100wt％。
通过根据本发明选择处于上述数量级的合金组分，能够改善铸造性能，而不对机械特性造成负面影响。
本发明的合金可能因制造而含有杂质。优选地，对于P而言允许的掺入量为最大10ppm。优选地，对于Ca而言允许的掺入量为最大20ppm。优选地，对于Sb而言允许的掺入量为最大40ppm。优选地，对于Cd而言允许的掺入量为最大75ppm。优选地，对于Na而言允许的掺入量为最大15ppm。优选地，对于Na而言允许的掺入量为最大15ppm。优选地，其他合金组分的允许的掺入量各自分别为最大0.03wt％，但如上文所述总计为最大0.10wt％。
为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量高于4.0wt％、优选至少为4.5wt％、特别优选至少为4.7wt％、进一步特别优选至少为4.9wt％的Si。为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量最大为5.5wt％、优选最大为5.3wt％、特别优选最大为5.1wt％的Si。
为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量高于0.45wt％、优选至少为0.47wt％、特别优选至少为0.49wt％的Mg。为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量低于0.55wt％、优选最大为0.53wt％、特别优选最大为0.51wt％的Mg。
为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量高于0.05wt％、优选至少为0.07wt％、特别优选至少为0.09wt％、特别优选至少为0.11wt％的Cr。为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量低于0.250wt％、优选低于0.20wt％、特别优选低于0.18wt％、进一步特别优选低于0.15wt％、进一步特别优选低于0.13wt％的Cr。
为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量低于0.18wt％、优选至多为0.15wt％、特别优选至多为0.12wt％的Fe。为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量至少为0.01wt％的Fe。
为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量至多为0.06wt％、优选至多为0.05wt％、特别优选至多为0.03wt％的Mn。为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量至少为0.01wt％的Mn。
为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量低于0.2wt％、优选至多为0.03wt％的Ti。为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量至少为0.005wt％、优选至少为0.010wt％、特别优选高于0.015wt％的Ti。为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，对于一些应用而言优选的方案是，含有含量至少为0.05wt％、优选至少为0.10wt％、特别优选高于0.15wt％的Ti。
为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量至多为0.03wt％、优选至多为0.015wt％、优选至多为0.01、特别优选至多为0.0075wt％的Cu。为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量至少为0.001wt％、优选至少为0.0025wt％、特别优选至少为0.005wt％的Cu。
为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量至少为0.015wt％、优选至少为0.019wt％的Sr。为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量至多为0.025wt％、优选至多为0.024wt％的Sr。
为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量低于0.006wt％、优选为0.001至0.005wt％的Zr。
为了在不对待铸造的铸造件的机械特性值造成负面影响的情况下优化铸造性能，优选地，含有含量低于0.006wt％、优选为0.001至0.005wt％的Zn。
对于大量应用而言，优选地，含有含量总计<0.05wt％的杂质。对于各种应用而言，同样优选地，含有含量各自分别<0.005wt％的杂质。
对于某些铸造件而言，本发明的铝铸造合金优选为低压铝铸造合金。
相应地，本发明也涉及一种用如权利要求1至22中任一项所述的铝铸造合金制造铸造件的方法，其中使用低压铸造方法。
对于特定的铸造件而言，本发明的铝铸造合金优选为差压(CPC)铝铸造合金。
相应地，本发明也涉及一种用如权利要求1至22中任一项所述的铝铸造合金制造铸造件的方法，其中使用低压差压铸造方法。
在用本发明的铸造合金制造汽车的特别是实施为底盘部件，优选实施为轮导引部件，特别优选实施为减震器支柱、轮架或枢转轴承的铸造件时，原则上有各种永久性铸型铸造法适合用作制造方法。但基于就汽车的承受高负荷的轮导引部件而言的极佳的机械特性，低压硬模铸造以及差压铸造方法(CPC方法)，也称作差压硬模铸造方法，特别适合用作制造方法。
在用本发明的铸造合金制造汽车的特别是实施为底盘部件，优选实施为轮导引部件，特别优选实施为减震器支柱、轮架或枢转轴承的铸造件时，优选使用挤压铸造、重力硬模铸造或者压铸，特别是触变、流变或低压砂型铸造。
为了实现乃至进一步发展上述优点，优选地，使得经铸造的构件经历二阶段热处理，即固溶退火和随后的人工老化。优选地，在这两个热处理阶段之间，在空气或者优选在水中对压铸件进行淬火。
优选地，在铸造过程后，在530℃与550℃之间为时6至10小时地，优选在540℃与550℃之间为时7至9小时地，特别是为时8至9小时地，特别优选在高于540℃与550℃之间为时7至9小时地，特别是为时8至9小时地，对压铸件进行固溶退火。
优选地，在铸造过程后，在180℃与210℃之间为时1至8小时地，特别是为时1至6.5小时地，优选在180℃与190℃之间为时1至6.5小时地，特别是为时4至6.5小时地，特别优选在180℃与低于190℃之间为时4至6.5小时地，特别是为时5至6.5小时地，对压铸件进行退火。
本发明还涉及如权利要求中任一项所述的铝铸造合金或者如权利要求中任一项所述的特别是经热处理的铸造件的应用，应用于汽车的底盘部件，优选应用于汽车的轮导引构件，特别优选用于汽车的减震器支柱、轮架、枢转轴承或者特别是横向控制臂。
本发明的铝铸造合金优选适用于如德国专利申请案DE 10 2015 122 859.9揭示的横向控制臂。DE 10 2015 122 859.9的内容通过明确引用而作为本申请的主题被纳入本申请的揭示内容。
本发明还涉及如权利要求中任一项所述的铝铸造合金或者如权利要求中任一项所述的特别是经热处理的铸造件的针对汽车的轮辋的应用。
本发明的用如权利要求中的任一项所述的铝铸造合金以及/或者按照权利要求中的任一项所述的方法制造的铸造件的特征在于，尽管铸造性能有所改善，但这些铸造件的在热处理后得到的机械特性值，特别是300至325Mpa、优选305至310MPa的延伸极限RP0.2，4至10％、优选7至9％的断裂伸长率A5，以及/或者350-375MPa、优选350-360MPa的抗拉强度Rm，不会受到过度的负面影响。

Claims (31)

1.一种铝铸造合金，其含有以下合金组分
Si：>3.8至5.8wt％
Mg：0.45至0.55wt％
Cr：0.05至0.5wt％
Sr：0.010至0.030
杂质：<0.1wt％
并且通过Al补充至100wt％。
2.根据权利要求1所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量高于4.0wt％，优选至少为4.5wt％，特别优选至少为4.7wt％，进一步特别优选至少为4.9wt％的Si。
3.根据权利要求1或2所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量最大为5.5wt％，优选最大为5.3wt％，特别优选最大为5.1wt％的Si。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量高于0.45wt％，优选至少为0.47wt％，特别优选为0.49wt％的Mg。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量低于0.55wt％，优选最大为0.53wt％，特别优选最大为0.51wt％的Mg。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量高于0.05wt％，优选至少为0.07wt％，特别优选至少为0.09wt％，特别优选至少为0.11wt％的Cr。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量低于0.250wt％，优选低于0.20wt％，特别优选低于0.18wt％，进一步特别优选低于0.15wt％，进一步特别优选低于0.13wt％的Cr。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量低于0.18wt％，优选至多为0.15wt％，特别优选至多为0.12wt％的Fe。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量至少为0.01wt％的Fe。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量至多为0.06wt％，优选至多为0.05wt％，特别优选至多为0.03wt％的Mn。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量至少为0.01wt％的Mn。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量低于0.2，优选至多为0.03wt％的Ti。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量至少为0.05wt％，优选至少为0.10wt％，特别优选高于0.15wt％的Ti。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量至多为0.03wt％，优选至多为0.015wt％，优选至多为0.01，特别优选至多为0.0075wt％的Cu。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量至少为0.001wt％，优选至少为0.0025wt％，特别优选至少为0.005wt％的Cu。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量至少为0.015wt％，优选至少为0.019wt％的Sr。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量至多为0.025wt％，优选至多为0.024wt％的Sr。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量低于0.006wt％，优选为0.001至0.005wt％的Zr。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量低于0.006wt％，优选为0.001至0.005wt％的Zn。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，含有含量<0.05wt％，优选<0.005wt％的杂质。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，所述铝铸造合金为低压铝铸造合金。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的铝铸造合金，其特征在于，所述铝铸造合金为差压(CPC)铝铸造合金。
23.一种用如权利要求1至22中任一项所述的铝铸造合金制造铸造件的方法，其中使用低压铸造方法。
24.一种用如权利要求1至22中任一项所述的铝铸造合金制造铸造件的方法，其中使用差压(CPC)铸造方法。
25.一种用如权利要求1至22中任一项所述的铝铸造合金制造铸造件的方法，其中使用挤压铸造、重力硬模铸造或者压铸，特别是触变、流变或低压砂型铸造。
26.特别是根据权利要求23至25中任一项所述的，用如权利要求1至22中任一项所述的铝铸造合金制造铸造件的方法，其中，在铸造过程后，使得铸造件经历二阶段热处理，即固溶退火和随后的人工老化。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，在所述两个热处理阶段之间，在空气或者优选在水中对压铸件进行淬火。
28.根据权利要求23至27中任一项所述的方法，其中在铸造过程后，在530℃与550℃之间为时6至10小时地，优选在540℃与550℃之间为时7至9小时地，特别是为时8至9小时地，特别优选在高于540℃与550℃之间为时7至9小时地，特别是为时8至9小时地，对压铸件进行固溶退火。
29.根据权利要求23至28中任一项所述的方法，其中在铸造过程后，在180℃与210℃之间为时1至8小时地，特别是为时1至6.5小时地，优选在180℃与190℃之间为时1至6.5小时地，特别是为时4至6.5小时地，特别优选在180℃与低于190℃之间为时4至6.5小时地，特别是为时5至6.5小时地，对压铸件进行退火。
30.一种如上述权利要求中任一项所述的铝铸造合金或者用这种铝铸造合金制造的特别是经热处理的铸造件的应用，应用于汽车的底盘部件，优选应用于汽车的轮导引构件，特别优选应用于汽车的减震器支柱、轮架、枢转轴承以及特别是横向控制臂。
31.一种如上述权利要求中任一项所述的铝铸造合金或者用这种铝铸造合金铸造的特别是经热处理的轮辋的应用。
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