CN117947319A - 一种铝合金及其制备方法和铝合金压铸件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铝合金及其制备方法和铝合金压铸件，属于铝合金技术领域。以所述铝合金的总质量为100%计，所述铝合金包括以下成分：Si的含量为6.5~8.5%；Fe的含量为≤0.3%；Cu的含量为≤0.3%；Mn的含量为≤0.5%；Mg的含量为≤0.5%；Cr的含量为≤0.2%；V的含量为0.002~0.02%；Nb的含量为10~100ppm；Sr的含量为0.01~0.03%；稀土元素的含量为10~100ppm，所述稀土元素为La和/或Ce；余量为Al和不可避免的杂质。通过对铝合金材料合金成分的设计，尤其是添加了适量的V元素、稀土元素La和/或Ce以及Nb元素，获得的所述铝合金具有较高强度的同时兼具优良的塑韧性、抗腐蚀性及流动成型性，且后续制备铝合金压铸件时无需进行热处理。
Description
技术领域
本发明属于铝合金技术领域，具体涉及一种铝合金及其制备方法和铝合金压铸件。
背景技术
随着新能源汽车的快速发展及对轻量化要求的不断提高，大型一体化薄壁结构件（例如减震塔、后车体、纵梁以及前舱等）得到了快速发展。目前常应用于车辆薄壁结构件的是铝合金压铸件，其由压铸铝合金制备而成。
然而，传统的Al-Si系压铸铝合金只具备中等的强度，而且其塑韧性也较低，难以满足车辆薄壁结构件的需求。因此，为了提高铸造铝合金的力学性能，传统的铝合金压铸件的加工工艺通常包括热处理 (固溶+时效)，但这不仅会增加工艺的复杂性，需要消耗大量的能源，而且还会由于加热和冷却效应导致铝合金铸件变形，影响装配精度，甚至造成铝合金铸件报废。另外，为了使铝合金压铸件在生产时便于脱模，会在压铸铝合金中添加一定量的Fe，但Fe元素的添加会导致压铸铝合金的塑韧性、抗腐蚀性、流动成型性下降。以上这些因素共同制约了压铸铝合金和铝合金压铸件的进一步应用。
因此，急需通过优化合金材料成分，开发出一种铝合金及其制备方法和铝合金压铸件，该铝合金具有较高的强度以及优良的塑韧性、抗腐蚀性、流动成型性，而且不需要进行热处理，在铸态下就具有较好的力学性能，使得利用该铝合金制造的铝合金压铸件能充分满足车辆薄壁结构件的需求。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种铝合金及其制备方法和铝合金压铸件。该铝合金具有较高的强度以及优良的塑韧性、抗腐蚀性、流动成型性，而且不需要进行热处理，在铸态下就具有较好的力学性能，可以为大型一体化铝合金压铸件的应用提供支持。
本发明实施例提供了一种铝合金，以所述铝合金的总质量为100%计，包括以下成分：Si的含量为6.5~8.5%；Fe的含量为≤0.3%；Cu的含量为≤0.3%；Mn的含量为≤0.5%；Mg的含量为≤0.5%；Cr的含量为≤0.2%； V的含量为0.002~0.02%；Nb的含量为10~100ppm；Sr的含量为0.01~0.03%；稀土元素的含量为10~100ppm，所述稀土元素为La和/或Ce；余量为Al和不可避免的杂质。
本发明实施例的铝合金带来的优点和技术效果为：
（1）本发明实施例的铝合金中添加有适量的V元素，一方面起到细晶强化作用，另一方面在铝基体中析出细小的AlV相，起到析出强化的作用，两者共同提高铝合金的强韧性；另外，添加的V元素与Fe元素结合形成AlSiVFe相，消耗一部分杂质Fe元素，消减了Fe元素的负面影响，进而提高了铝合金的韧性、抗腐蚀性和流动成型性。
（2）本发明实施例的铝合金中添加有适量稀土元素La和/或Ce，与铝及其他合金元素形成金属间化合物，提高材料强韧性；另外，添加的稀土元素La和/或Ce作为表面活性元素，降低了合金熔体的表面张力，有利于提高材料的流动成型性。
（3）本发明实施例的铝合金中添加有适量的Nb元素，能细化Al-Si合金金属组织，提高材料强韧性。
（4）综上所述，通过对铝合金材料合金成分的设计，尤其是添加了适量的V元素、稀土元素La和/或Ce以及Nb元素，使得相对于传统Al-Si系压铸铝合金，本发明实施例的铝合金具有较高强度的同时兼具优良的塑韧性、抗腐蚀性及流动成型性，满足车辆薄壁结构件的需求；另外，本发明实施例的铝合金后续无需进行热处理，能有效简化铝合金压铸件的加工工艺，且能避免产生变形，提高铝合金压铸件的合格率。
在一些实施例中，Si的含量为6.5~7.5%；和/或，Fe的含量为≤0.15%；和/或，Cu的含量为0.001~0.3%；和/或，Mn的含量为0.3~0.5%；和/或，Mg的含量为0.1~0.5%；和/或，Cr的含量为0.1~0.2%；和/或，V的含量为0.005~0.02%；和/或，Nb的含量为30~80ppm；和/或，Sr的含量为0.02~0.03%；和/或，稀土元素的含量为20~80ppm。
在一些实施例中，V的含量为0.005~0.01%。
在一些实施例中，Nb的含量为40~60ppm。
在一些实施例中，稀土元素的含量为20~50ppm。
另外，本发明实施例还提供了一种铝合金的制备方法，包括以下步骤：
将铝原料置于熔炼炉中熔化得到铝熔体，然后向所述铝熔体中加入Si原料、Cu原料、Mn原料、Cr原料、V原料和稀土原料进行第一次熔炼，得到第一合金熔体；
向所述第一合金熔体中加入除渣剂进行第一次除渣处理，再加入Mg原料、Cr原料、Nb原料和Sr原料进行第二次熔炼，然后进行第一次静置后再进行第二次除渣处理，得到第二合金熔体；
向所述第二合金熔体中通入混有精炼剂的惰性气体进行除气精炼，得到第三合金熔体；
对所述第三合金熔体进行成分含量检测，检测结果合格后，进行第二次静置后再第三处除渣处理，得到第四合金熔体；
将所述第四合金熔体浇铸到模具中，待合金熔体凝固成型后，得到铝合金锭。
本发明实施例的铝合金的制备方法带来的优点和技术效果为：
本发明实施例的铝合金的制备方法，得到的铝合金具有优良综合性能，后续无需进行热处理工序就可以制得铝合金压铸件，简化了铝合金压铸件的加工工艺，而且还能够解决铝合金压铸件因热处理发生变形的问题，提高了铝合金压铸件的成品率。
在一些实施例中，所述V原料为Al-V中间合金，所述Nb原料为Al-Nb-B细化剂，所述稀土原料为Al-稀土中间合金。
在一些实施例中，所述第一次熔炼的温度为760℃以上，所述第一次熔炼的时间不少于20min。
在一些实施例中，所述第一次除渣处理的温度为730℃以上，所述第二次熔炼的温度为720℃以上，所述第二次熔炼的时间不少于10min。
在一些实施例中，所述除气精炼的温度为720℃以上，所述除气精炼的时间不少于10min。
在一些实施例中，浇铸温度为690~720℃。
此外，本发明实施例还提供了一种铝合金压铸件，由本发明实施例的铝合金制得。
本发明实施例的铝合金压铸件带来的优点和技术效果为：
由于采用了本发明实施例的铝合金，因此本发明实施例的铝合金压铸件具有较高强度的同时兼具优良的塑韧性、抗腐蚀性，能满足减震塔、后车体、纵梁以及前舱等汽车薄壁结构件的需求，另外，不需要进行热处理就能获得本发明实施例的铝合金压铸件，能有效简化加工工艺，且能避免产生变形，提高铝合金压铸件的合格率。
附图说明
图1是本发明实施例的铝合金的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例提供了一种铝合金，以所述铝合金的总质量为100%计，包括以下成分：Si的含量为6.5~8.5%；Fe的含量为≤0.3%；Cu的含量为≤0.3%；Mn的含量为≤0.5%；Mg的含量为≤0.5%；Cr的含量为≤0.2%； V的含量为0.002~0.02%；Nb的含量为10~100ppm；Sr的含量为0.01~0.03%；稀土元素的含量为10~100ppm，所述稀土元素为La和/或Ce；余量为Al和不可避免的杂质。
本发明实施例通过铝合金成分的优化设计，尤其是添加了适量的V元素、稀土元素（La和/或Ce）以及Nb元素，获得了强度（抗拉强度240MPa以上、屈服强度120MPa以上）、塑韧性（延伸率10%以上、折弯角30°以上）、抗腐蚀性（盐雾腐蚀240h后，腐蚀坑深度≤150um）等综合性能优良的铝合金；另外，本发明实施例的铝合金后续无需进行热处理，能有效简化铝合金压铸件的加工工艺，且能避免产生变形，提高铝合金压铸件的合格率。
需要说明的是，ppm为百万分之一，即1%=10000ppm。
本发明实施例的铝合金中Si元素的含量为6.5~8.5%，例如6.5%、6.8%、7%、7.2%、7.4%、7.6%、7.8%、8%、8.2%、8.8%等。Si元素是主要合金元素，添加适量的Si元素能够提高铝合金的强度和流动成型性。当Si元素的含量低于6.5%时，铝合金的流动性较差、压铸性能较差。当Si元素的含量过高时，铝合金的韧性降低。优选地，Si元素的含量为6.5~7.5%。当Si元素的含量过高时，不利于提高铝合金的韧性。
本发明实施例的铝合金中Fe元素的含量为≤0.3%，例如0%、0.05%、0.1%、0.2%、0.25%、0.3%等。Fe元素是本发明实施例的铝合金中的杂质，所以要尽量降低铝合金中Fe元素的含量。当Fe元素的含量高于0.3%时，会导致铝合金的塑韧性、抗腐蚀性、流动成型性下降。优选地，Fe元素的含量为≤0.15%。当Fe元素的含量过高时，不利于提高铝合金的塑韧性。
本发明实施例的铝合金中Cu元素的含量为≤0.3%，例如0.001%、0.005%、0.01%、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%等。Cu元素是强化元素，添加适量的Cu元素能起到固溶强化和析出强化的作用，可以提高铝合金的强度。当Cu元素的含量高于0.3%时，铝合金的抗腐蚀性降低。优选地，Cu元素的含量为0.001~0.3%。当Cu元素的含量过低时，不利于提高铝合金的强度。
本发明实施例的铝合金中Mn元素的含量为≤0.5%，例如0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%等。添加适量的Mn元素利于脱模，利于后续压铸。当Mn元素的含量高于0.5%时，铝合金的韧性下降。优选地，Mn元素的含量为0.3~0.5%。当Mn元素的含量过低时，不利于提高铝合金的压铸性能。
本发明实施例的铝合金中Mg元素的含量为≤0.5%，例如0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%等。添加适量的Mg元素能提高铝合金的强度。当Mg元素的含量高于0.5%时，铝合金的韧性较差。优选地，Mg元素的含量为0.1~0.5%。当Mg元素的含量过低时，不利于提高铝合金的强度。
本发明实施例的铝合金中Cr元素的含量为≤0.2%。添加适量Cr元素一方面能细化Al-Si合金金属组织，从而提高铝合金的韧性，另一方面利于脱模、利于后续压铸。当Cr元素的含量高于0.2%时，铝合金的韧性下降。优选地，Cr元素的含量为0.1~0.2%。当Cr元素的含量过低时，不利于提高铝合金的韧性。
本发明实施例的铝合金中V元素的含量为0.002~0.02%，例如0.002%、0.004%、0.006%、0.008%、0.01%、0.012%、0.014%、0.016%、0.018%、0.02%等。添加适量的V元素，一方面能起到细晶强化作用，另一方面在铝基体中析出细小的AlV相，能起到析出强化作用，以上两方面作用共同提高了铝合金的强韧性；另外，添加的V元素能与Fe元素结合形成AlSiVFe相，消耗一部分杂质Fe元素，消减Fe元素的负面影响，从而提高铝合金的塑韧性、抗腐蚀性、流动成型性。当V元素的含量低于0.002%时，铝合金的强韧性、塑韧性、抗腐蚀性、流动成型性均较差。当V元素的含量高于0.02%时，会形成粗大化合物，导致铝合金的强度较差。
优选地，V元素的含量为0.005~0.02%。更优选地，V元素的含量为0.005~0.01%。当V元素的含量过低时，不利于提高铝合金的强韧性、塑韧性等。当V元素的含量过高时，不利于铝合金保持较高的强度。
本发明实施例的铝合金中Nb元素的含量为10~100ppm，例如10ppm、20ppm、30ppm、40ppm、50ppm、60ppm、70ppm、80ppm、90ppm、100ppm等。添加适量的Nb元素能细化Al-Si合金金属组织，从而提高铝合金的强韧性。当Nb元素的含量低于10ppm时，合金粗化，铝合金的强韧性较差。当Nb元素的含量高于100mm时，会有Nb元素团聚，起不到细化组织的作用，从而导致铝合金的强韧性较差。优选地，Nb元素的含量为30~80ppm；更优选地，Nb元素的含量为40~60ppm。当Nb元素的含量过低或过高时，均不利于提高铝合金的强韧性。
本发明实施例的铝合金中Sr元素的含量为0.01~0.03%，例如0.01%、0.012%、0.014%、0.016%、0.018%、0.02%、0.022%、0.024%、0.026%、0.028%、0.03%等。添加适量Sr元素能细化Al-Si合金金属组织，从而提高铝合金的强韧性。当Sr元素的含量低于0.01%时，合金组织粗化，导致铝合金的强韧性下降。当Sr元素的含量高于0.03%时，合金熔体易吸收H，也会导致铝合金内部气孔含量增加，导致强韧性下降。优选地，Sr元素的含量为0.02~0.03%。当Sr元素的含量过低时，不利于提高铝合金的强韧性。
本发明实施例的铝合金中稀土元素（La和/或Ce）的含量为10-100ppm，例如10ppm、20ppm、30ppm、40ppm、50ppm、60ppm、70ppm、80ppm、90ppm、100ppm等。添加适量的稀土元素（La和/或Ce），能与铝及其他合金元素形成金属间化合物，从而提高铝合金的强韧性；另外，添加的稀土元素（La和/或Ce）作为表面活性元素，还能降低合金熔体的表面张力，从而提高铝合金的流动成型性。而当采用非La和/或Ce的稀土元素时，则无法起到以上作用。当稀土元素（La和/或Ce）的含量低于10ppm时，铝合金的强韧性和流动成型性较差。当稀土元素（La和/或Ce）的含量高于100ppm时，会发生稀土元素团聚，导致铝合金的韧性较差。
优选地，稀土元素的含量为20~80ppm。更优选地，稀土元素的含量为20~50ppm。当稀土元素的含量过低时，不利于提高铝合金的强韧性。当稀土元素的含量过高时，不利于提高铝合金的韧性。
本发明实施例的铝合金中，当稀土元素为La元素和Ce元素的混合物时，La元素和Ce元素的质量比可以任意设置。
本发明实施例的铝合金中不可避免的杂质为P、S、O。单种杂质的含量为≤0.05%，杂质的总含量为≤0.15%。
另外，本发明实施例还提供了一种铝合金的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、将铝原料置于熔炼炉中熔化得到铝熔体，然后向所述铝熔体中加入Si原料、Cu原料、Mn原料、Cr原料、V原料和稀土原料进行第一次熔炼，得到第一合金熔体；
S2、向所述第一合金熔体中加入除渣剂进行第一次除渣处理，再加入Mg原料、Nb原料和Sr原料进行第二次熔炼，然后进行第一次静置后再进行第二次除渣处理，得到第二合金熔体；
S3、向所述第二合金熔体中通入混有精炼剂的惰性气体进行除气精炼，得到第三合金熔体；
S4、对所述第三合金熔体进行成分含量检测，检测结果合格后，再进行第二次静置后再进行第三次除渣处理，得到第四合金熔体；如果检测结果不合格，则需重新进行成分调整和除渣处理直至检测结果合格。
S5、将所述第四合金熔体浇铸到模具中，待合金熔体凝固成型后，得到铝合金锭。
本发明实施例的铝合金的制备方法，得到的铝合金具有优良综合性能，后续无需进行热处理工序就可以制得铝合金压铸件，简化了铝合金压铸件的加工工艺，而且还能够解决铝合金压铸件因热处理发生变形的问题，提高了铝合金压铸件的成品率。
本发明实施例的铝合金的制备方法中，步骤S1先添加难熔且不易烧损的各原料，待其熔化到率熔体中后再在步骤S2中添加易熔且易烧损的各原料，可以有效减少步骤S2中添加的各元素的烧损。
在一些实施例中，所述V原料为Al-V中间合金，所述Nb原料为Al-Nb-B细化剂，所述稀土原料为Al-稀土中间合金。这些元素如果以单质形式添加需要较高的温度，容易给其他易烧损元素带来烧损，所以这些元素优选以中间合金的形式加入。至于其他元素的添加方式，则可以是单质或这些元素与Al形成的中间合金。
基于以上所述各原料的加料形式，在一些实施例中，所述第一次熔炼的温度为760℃以上，所述第一次熔炼的时间不少于20min。当该步骤中合金熔体温度过低或时间过短时，容易导致添加的原料熔化不完全。优选地，所述第一次熔炼的温度为760~800℃，例如760℃、770℃、780℃、790℃、800℃等，所述第一次熔炼的时间为20~40min，例如20min、30min、40min等。当该步骤中合金熔体温度过高或时间过长时，容易给添加的各原料带来烧损。
基于以上所述各原料的加料形式，在一些实施例中，所述第一次除渣处理的温度为730℃以上。当该步骤中合金熔体温度过低时，容易导致除渣不充分。优选地，所述第一次除渣处理的温度为730~750℃，例如730℃、735℃、740℃、745℃、750℃等。当该步骤中合金熔体温度过高时，容易给添加的各元素带来烧损。
基于以上所述各原料的加料形式，在一些实施例中，所述第二次熔炼的温度为720℃以上，所述第二次熔炼的时间不少于10min。当该步骤中合金熔体的温度过低或时间过短时，容易导致添加的原料熔化不完全。优选地，所述第二次熔炼的温度为720~750℃，例如720℃、725℃、730℃、735℃、740℃、745℃、750℃等，所述第二次熔炼的时间为10-20min，例如10min、15min、20min等。当该步骤中合金熔体温度过高或时间过长时时，容易给添加的各元素带来烧损。
所述第二次熔炼的温度高于所述第一次熔炼的温度，所述第二次熔炼的时间长于所述第一次熔炼的时间，是因为步骤S1中添加的各原料较为难熔，而步骤S2中添加的各元素相对易熔且易烧损。
在一些实施例中，所述除气精炼的温度为720℃以上，所述除气精炼的时间不少于10min。当该步骤中合金熔体温度过低或时间过短时，不利于充分除气。优选地，所述除气精炼的温度为720~730℃，例如720℃、722℃、724℃、726℃、728℃、730℃等，所述除气精炼的时间为10~20min，例如10min、12min、14min、16min、18min、20min等。当该步骤中合金熔体温度过高或时间过长时，容易导致合金熔体中各元素的烧损。
在一些实施例中，所述第一次静置和第二次静置的时间均为5~15min，例如5min、8min、10min、12min、14min、15min等，静置的作用是让合金熔体中的渣上浮到表面，利于合金熔体净化。
在一些实施例中，将所述第四合金熔体注入模具，浇铸温度为690~720℃，例如690℃、695℃、700℃、705℃、710℃、715℃、720℃等，待合金熔体凝固成型后，得到铝合金锭。当该浇铸温度过低时，会导致铝合金表面冷隔等缺陷。当该浇铸温度过高时，会导致铝合金内部含H量增加且缩松严重。
此外，本发明实施例还提供了一种铝合金压铸件，由本发明实施例的铝合金制得。
由于采用了本发明实施例的铝合金，因此本发明实施例的铝合金压铸件具有较高强度的同时兼具优良的塑韧性、抗腐蚀性，能满足减震塔、后车体、纵梁以及前舱等汽车薄壁结构件的需求，另外，后续不需要进行热处理即可得到性能合格的铝合金压铸件，简化了铝合金压铸件的加工工艺，且避免了因热处理带来的变形问题，提高了铝合金压铸件的成品率。
此外，本发明实施例还提供了一种铝合金压铸件的制备方法，包括以下步骤：将本发明实施例的铝合金熔化，得到铝合金熔体；再将所述铝合金熔体进行压铸、切边，得到铝合金压铸件。
或者，所述铝合金压铸件的制备方法包括以下步骤：
S1、将铝原料置于熔炼炉中熔化得到铝熔体，然后向所述铝熔体中加入Si原料、Cu原料、Mn原料、Cr原料、V原料和稀土原料进行第一次熔炼，得到第一合金熔体；
S2、向所述第一合金熔体中加入除渣剂进行第一次除渣处理，再加入Mg原料、Nb原料和Sr原料进行第二次熔炼，然后进行第一次静置后再进行第二次除渣处理，得到第二合金熔体；
S3、向所述第二合金熔体中通入混有精炼剂的惰性气体进行除气精炼，得到第三合金熔体；
S4、对所述第三合金熔体进行成分含量检测，检测结果合格后，进行第二次静置后再进行第三次除渣处理，得到第四合金熔体；如果检测结果不合格，则需重新进行成分调整和除渣处理直至检测结果合格；
S5、将所述第四合金熔体直接浇铸到压铸模具中进行压铸，然后进行切边后得到所述铝合金铸件。
以上两种方法都可以制备得到铝合金铸件，前者适用于不知道目标铸件形状的情况，先铸造成铝合金锭，便于运输。后者适用于已知目标铸件形状的情况。当采用后者制备铝合金铸件时，步骤S1-S5中各项具体条件可以参考铝合金的制备方法。
下面结合实施例和附图详细描述本发明。
实施例1
一种压铸铝合金，以所述压铸铝合金的总质量为100%计，包括Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce质量比为1:1），具体含量如表1所示，余量为Al和不可避免的杂质P、S、O，其中，单种杂质的含量为≤0.05%，杂质总含量为≤0.15%。
该压铸铝合金的制备方法，包括以下步骤：
S1、将铝原料置于熔炼炉中在720℃条件下熔化得到铝熔体，然后将铝熔体升温至760℃，向铝熔体中加入Al-Si中间合金、Al-Cu中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Cr中间合金、Al-V中间合金、Al-稀土中间合金，并在该温度下搅拌20min，得到第一合金熔体；
S2、向第一合金熔体中加入除渣剂，合金熔体的温度控制在730℃，除渣结束后扒除干净合金熔体表面浮渣；然后加入Mg、Al-Nb-B细化剂和Al-Sr中间合金，合金熔体温度控制在720℃，并在该温度下搅拌10min；之后进行第一次静置5min，得到第二合金熔体。
S3、向第二合金熔体中通入混有精炼剂的氩气，合金熔体温度控制在720℃并保持10min进行除气精炼，得到第三合金熔体。
S4、对第三合金熔体进行成分含量检测，检测结果合格后，再进行第二次静置5min之后再进行第三次除渣处理，得到第四合金熔体；
S5、将第四合金熔体浇铸到模具中，待合金熔体凝固成型后，得到压铸铝合金锭。
实施例2
该实施例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La）的含量如表1所示，其他条件与实施例1相同。
该压铸铝合金的制备方法，包括以下步骤：
S1、将铝原料置于熔炼炉中在740℃条件下熔化得到铝熔体，然后将铝熔体升温至780℃，向铝熔体中加入Si、Cu、Mn、Al-Cr中间合金、Al-V中间合金、La和Ce混合稀土，并在该温度下搅拌30min，得到第一合金熔体；
S2、向第一合金熔体中加入除渣剂，合金熔体的温度控制在750℃，除渣结束后扒除干净合金熔体表面浮渣；然后加入Mg、Al-Nb-B细化剂和Al-Sr中间合金，合金熔体温度控制在750℃，并在该温度下搅拌20min，之后进行第一次静置15min，得到第二合金熔体。
S3、向第二合金熔体中通入混有精炼剂的氩气，合金熔体温度控制在730℃并保持20min进行除气精炼，得到第三合金熔体。
S4、对第三合金熔体进行成分含量检测，检测结果合格后，再进行第二次静置15min，得到第四合金熔体；
S5、将第四合金熔体浇铸到模具中，待合金熔体凝固成型后，得到压铸铝合金锭。
实施例3
该实施例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（Ce）的含量如表1所示，其他条件与实施例1相同。该实施例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
实施例4
该实施例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表1所示，其他条件与实施例1相同。该实施例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
实施例5
该实施例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表1所示，其他条件与实施例1相同。该实施例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
实施例6
该实施例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表2所示，其他条件与实施例1相同。该实施例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
实施例7
该实施例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表2所示，其他条件与实施例1相同。该实施例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
实施例8
该实施例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表2所示，其他条件与实施例1相同。该实施例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
实施例9
该实施例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表2所示，其他条件与实施例1相同。该实施例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
实施例10
该实施例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表2所示，其他条件与实施例1相同。该实施例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
实施例11
该实施例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表2所示，其他条件与实施例1相同。该实施例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
对比例1
该对比例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表3所示，其他条件与实施例1相同。该对比例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
对比例2
该对比例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表3所示，其他条件与实施例1相同。该对比例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
对比例3
该对比例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表3所示，其他条件与实施例1相同。该对比例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
对比例4
该对比例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表3所示，其他条件与实施例1相同。该对比例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
对比例5
该对比例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表3所示，其他条件与实施例1相同。该对比例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
对比例6
该对比例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表4所示，其他条件与实施例1相同。该对比例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
对比例7
该对比例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表4所示，其他条件与实施例1相同。该对比例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
对比例8
该对比例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表4所示，其他条件与实施例1相同。该对比例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
对比例9
该对比例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表4所示，其他条件与实施例1相同。该对比例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
对比例10
该对比例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表4所示，其他条件与实施例1相同。该对比例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
对比例11
该对比例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（La和Ce）的含量如表4所示，其他条件与实施例1相同。该对比例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
对比例12
该对比例的压铸铝合金中Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、V、Sr、Nb、Re（Y）的含量如表4所示，其他条件与实施例1相同。该对比例的压铸铝合金的制备方法与实施例1相同。
对各实施例和对比例的压铸铝合金锭进行力学性能测试。其中，屈服强度、抗拉强度和延伸率通过金属材料拉伸力学性能测试标准：GB/228进行； 折弯角通过金属材料折弯角度测试标准：VDA-238进行。各实施例和对比例的压铸铝合金锭的力学性能测试结果如表1-4所示。
表1.实施例1-5的压铸铝合金的化学成分和力学性能
表2.实施例6-11的压铸铝合金的化学成分和力学性能
表3. 对比例1-5的压铸铝合金的化学成分和力学性能
表4. 对比例6-11的压铸铝合金的化学成分和力学性能
由表1和表2中实施例1-11的压铸铝合金来看，其力学性能同时满足以下要求：屈服强度≥120MPa、抗拉强度≥240MPa、延伸率≥10%、折弯角≥30°，是能满足车辆薄壁结构件的合格材料。
由实施例1和对比例1的对比来看，对比例1中Si的含量为6.0%，低于本发明实施例规定的下限，导致压铸铝合金的屈服强度和抗拉强度都较低，不满足以上合格标准。
由实施例1和对比例2的对比来看，对比例2中Si的含量为9.0%，高于本发明实施例规定的上限，导致压铸铝合金的折弯角较低，不满足以上合格标准，说明压铸铝合金的韧性较差。
由实施例5和对比例3的对比来看，对比例3中Mn的含量为0.6%，高于本发明实施例规定的上限，导致压铸铝合金的延伸率和折弯角都较低，不满足以上合格标准，说明压铸铝合金的塑韧性较差。
由实施例7和对比例4的对比来看，对比例4中Mg的含量为0.6%，高于本发明实施例规定的上限，导致压铸铝合金的延伸率和折弯角都较低，不满足以上合格标准，说明压铸铝合金的塑韧性较差。
由实施例8-9和对比例5的对比来看，对比例5中V的含量为0，低于本发明实施例规定的下限，导致压铸铝合金的屈服强度和抗拉强度都较低，不满足以上合格标准。
由实施例8-9和对比例6的对比来看，对比例6中V的含量为0.05%，高于本发明实施例规定的上限，导致压铸铝合金的屈服强度和抗拉强度都较低，不满足以上合格标准。
由实施例10-11和对比例7的对比来看，对比例7中稀土元素的含量为0，低于本发明实施例规定的下限，导致压铸铝合金的屈服强度和抗拉强度都较低，不满足以上合格标准。
由实施例10-11和对比例8的对比来看，对比例8中稀土元素的含量为500ppm，高于本发明实施例规定的上限，导致压铸铝合金的延伸率和折弯角都较低，不满足以上合格标准，说明压铸铝合金的塑韧性较差。
由实施例11和对比例9的对比来看，对比例9中Fe元素的含量为0.5%，高于本发明实施例规定的上限，导致压铸铝合金的延伸率和折弯角都较低，不满足以上合格标准，说明压铸铝合金的塑韧性较差。
由实施例11和对比例10的对比来看，对比例10中Nb元素的含量为0，低于本发明实施例规定的下限，导致压铸铝合金的延伸率和折弯角都较低，不满足以上合格标准，说明压铸铝合金的塑韧性较差。
由实施例11和对比例11的对比来看，对比例11中Nb元素的含量为200ppm，高于本发明实施例规定的上限，导致压铸铝合金的延伸率和折弯角都较低，不满足以上合格标准，说明压铸铝合金的塑韧性较差。
由实施例9和对比例12的对比来看，对比例12中稀土元素采用Y，而非La和/Ce，导致压铸铝合金的延伸率和折弯角都较低，不满足以上合格标准，说明压铸铝合金的塑韧性较差。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种铝合金，其特征在于，以所述铝合金的总质量为100%计，包括以下成分：Si的含量为6.5~8.5%；Fe的含量为≤0.3%；Cu的含量为≤0.3%；Mn的含量为≤0.5%；Mg的含量为≤0.5%；Cr的含量为≤0.2%；V的含量为0.002~0.02%；Nb的含量为10-100ppm；Sr的含量为0.01~0.03%；稀土元素的含量为10-100ppm，所述稀土元素为La和/或Ce；余量为Al和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，Si的含量为6.5~7.5%；和/或，Fe的含量为≤0.15%；和/或，Cu的含量为0.001~0.3%；和/或，Mn的含量为0.3~0.5%；和/或，Mg的含量为0.1~0.5%；和/或，Cr的含量为0.1~0.2%；和/或，V的含量为0.005~0.02%；和/或，Nb的含量为30~80ppm；和/或，Sr的含量为0.02~0.03%；和/或，稀土元素的含量为20~80ppm。
3.根据权利要求2所述的铝合金，其特征在于，V的含量为0.005~0.01%。
4.根据权利要求2所述的铝合金，其特征在于，Nb的含量为40~60ppm。
5.根据权利要求2所述的铝合金，其特征在于，稀土元素的含量为20~50ppm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金的抗拉强度为240MPa以上、屈服强度为120MPa以上、延伸率为10%以上、折弯角为30°以上。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将铝原料置于熔炼炉中熔化得到铝熔体，然后向所述铝熔体中加入Si原料、Cu原料、Mn原料、Cr原料、V原料和稀土原料进行第一次熔炼，得到第一合金熔体；
向所述第一合金熔体中加入除渣剂进行第一次除渣处理，再加入Mg原料、Nb原料和Sr原料进行第二次熔炼，然后进行第一次静置后再进行第二次除渣处理，得到第二合金熔体；
向所述第二合金熔体中通入混有精炼剂的惰性气体进行除气精炼，得到第三合金熔体；
对所述第三合金熔体进行成分含量检测，检测结果合格后，进行第二次静置后再进行第三次除渣处理，得到第四合金熔体；
将所述第四合金熔体浇铸到模具中，待合金熔体凝固成型后，得到铝合金锭。
8.根据权利要求7所述的铝合金的制备方法，其特征在于，所述V原料为Al-V中间合金，所述Nb原料为Al-Nb-B细化剂，所述稀土原料为Al-稀土中间合金。
9.根据权利要求7所述的铝合金的制备方法，其特征在于，所述第一次熔炼的温度为760℃以上，所述第一次熔炼的时间不少于20min；和/或，所述第一次除渣处理的温度为730℃以上，所述第二次熔炼的温度为720℃以上，所述第二次熔炼的时间不少于10min；和/或，所述除气精炼的温度为720℃以上，所述除气精炼的时间不少于10min；和/或，浇铸温度为690~720℃。
10.一种铝合金压铸件，其特征在于，由权利要求1-6任一项所述的铝合金制得。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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