用于壓鑄工藝的高耐腐蝕性鋁合金的制作方法
【專利摘要】一種基于鋁的壓鑄合金，該合金具有改進(jìn)的耐腐蝕性和良好的可壓鑄性，其包含至少87重量％的鋁、約8.5-12.0重量％的硅、約0.03-0.08重量％的銅、約0.3-0.5重量％的鐵以及約0.05-0.2重量％的鉬。
【專利說明】用于壓鑄工藝的高耐腐蝕性鋁合金
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金，更具體而言，涉及鑄造鋁合金，特別是用于壓鑄(pressure-die casting)的鑄造招合金。
【背景技術(shù)】
[0002]壓鑄鋁產(chǎn)品的總重量超過由全部其它鑄造技術(shù)聯(lián)合制備的鋁合金鑄件的總重量。鋁合金在壓鑄件中的使用相比于任意其它基底金屬更頻繁。壓鑄鋁合金在各種制品(例如機(jī)器部件、機(jī)器的外殼、電子產(chǎn)品、儀器等)中的廣泛使用可至少部分歸因于在鑄造條件下壓鑄鋁合金的高尺寸精度及平滑且有吸引力的鑄造表面。
[0003]盡管許多已知的鑄造鋁合金具有對(duì)中等惡劣環(huán)境可接受的耐腐蝕性，然而已知的鑄造鋁合金，具體而言已知的壓鑄鋁合金，對(duì)某些高度腐蝕性環(huán)境的耐腐蝕是不夠的。例如，用于高度腐蝕性外部汽車應(yīng)用中的鋁鑄件最終往往具有明顯的腐蝕，在所述汽車應(yīng)用中鑄件通常暴露于極端溫度、水、雪、冰和潮濕，以及引發(fā)腐蝕的物質(zhì)，例如鹽、灰塵和可保留水分和鹽的道路污垢。
[0004]最常用于壓鑄的鋁-硅合金是合金380.0及其改良體。所述合金380.0家族具有低成本、強(qiáng)度和耐腐蝕性的平衡組合，以及實(shí)現(xiàn)良好可壓鑄性所需的高流動(dòng)性和無熱脆性。所述380.0合金和其它壓鑄鋁合金通常包含鐵和銅，其中鐵含量為約1.0-1.3重量％，銅含量為約2.0-4.0重量％。添加鐵是為了提高抗熱撕裂性以及在壓鑄過程中降低模具粘著或焊接的趨勢(shì)。添加銅是為了提高鑄件的機(jī)械加工性、強(qiáng)度和硬度。然而，通常鐵和銅降低了合金的耐一般腐蝕性。因此，所述鋁合金的380.0家族不具有高耐腐蝕性，并且不適合于某些汽車應(yīng)用，例如安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙中的暴露部件。因此，所述已知的壓鑄鋁合金并不特別很好的適于這些應(yīng)用，在所述應(yīng)用中需要使用具有以下特性的壓鑄鋁部件，所述壓鑄鋁部件在長(zhǎng)時(shí)間暴露于高腐蝕性環(huán)境后保持良好的未被腐蝕的外觀。
[0005]人們非常希望有一種高度耐腐蝕且具有足夠強(qiáng)度的壓鑄鋁合金用于制造安裝在車輛發(fā)動(dòng)機(jī)艙中的汽車部件，以及用于室外用途(例如燈具、電子產(chǎn)品外殼、電話外殼(telephone cases)等)的部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明涉及鋁合金，該鋁合金具有改進(jìn)的耐腐蝕性和優(yōu)異的強(qiáng)度特性，具體而言伸長(zhǎng)性質(zhì)有所提高。本發(fā)明鋁合金的特征在于，其銅含量較低，鐵含量較低，硅含量足以使其具有優(yōu)異的流動(dòng)性、抗熱撕裂性和適于良好可壓鑄性的進(jìn)料特性，并且其鑰含量足以輸入優(yōu)異的機(jī)械性質(zhì)并防止經(jīng)鑄造的鋁合金粘著或累積在鋼模具的表面上。
[0007]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是基于鋁的壓鑄合金，其具有至少87重量％的鋁、約
8.5-12.0重量％的硅、約0.03-0.08重量％的銅、約0.3-0.5重量％的鐵以及約0.05-0.2重量％的鑰。
[0008]本領(lǐng)域技術(shù)人 員通過參考以下說明書和權(quán)利要求書能夠進(jìn)一步理解和體會(huì)本發(fā)明的這些和其它特征、優(yōu)點(diǎn)和目的。
[0009]發(fā)明詳沭
[0010]根據(jù)本發(fā)明的原理，與已知常規(guī)的鋁合金(例如380.0、383，360和413合金)相比，具有改進(jìn)的耐腐蝕性和優(yōu)異的可壓鑄性性質(zhì)的壓鑄鋁合金具有較低的鐵和銅含量，該鐵和銅含量能有效實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的耐腐蝕性，所述壓鑄鋁合金同時(shí)具有相對(duì)較高的硅和鑰含量，該硅和鑰含量能有效地使其具有良好的可壓鑄性，同時(shí)具有適于各種汽車和其它外部/室外應(yīng)用的優(yōu)異強(qiáng)度。
[0011]本發(fā)明鋁合金的硅含量通常為約8.5-12重量％，以使其具有合適的流動(dòng)性、抗熱撕裂性、耐磨性和進(jìn)料特性。更佳地，所述硅含量為約9.5-12重量％。
[0012]為了改進(jìn)抗熱撕裂性，并在壓鑄過程中降低模具粘著或焊接的趨勢(shì)，常規(guī)鑄造鋁合金通常包含較高量的鐵，其含量為1.0-1.3重量％。本發(fā)明中鐵的合適量為約0.3-0.5重量％，優(yōu)選約0.4-0.5重量％。[0013]為了改進(jìn)鑄件的機(jī)械加工性、強(qiáng)度和硬度，常規(guī)鑄造鋁合金通常包含較高量的銅。然而，銅降低了耐一般腐蝕性，因此，本發(fā)明的鋁合金中的銅含量較低(如果存在的話)。為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的耐腐蝕性，本發(fā)明鋁合金的銅含量通常為不超過0.08重量％，優(yōu)選約
0.03-0.08 重量％。
[0014]本發(fā)明中鑰的合適量為約0.05-0.2重量％。鑰起到鋁的改性劑的作用，并幫助減少鋁焊接在鋼模具的表面上的現(xiàn)象。
[0015]錳和鎂的含量各自為約0.25-0.5重量％以增強(qiáng)強(qiáng)度，更優(yōu)選約0.3-0.5重量％，最優(yōu)選約0.4%的錳。含有較高錳含量的優(yōu)點(diǎn)在于錳與鎂組合以確保合金更大程度的穩(wěn)定性。因此兩種材料的組合提高了合金硬度并有助于其焊接特性。
[0016]所述合金中還可存在較少量的鋅、錫、鎳、鉻和鈦。鋅優(yōu)選為約0.1-0.2重量％。錫、鎳和鉻的含量可至多為0.05重量％。所述合金中鈦的含量可為0.03-0.19重量％。其它元素是不希望的，其含量?jī)?yōu)選為小于0.1重量％，更優(yōu)選小于0.03重量％。
[0017]鋁合金的余量可為鋁。本發(fā)明的壓鑄鋁合金含有相比于標(biāo)準(zhǔn)鋁合金(例如380，其鋁含量為82重量％)更高的鋁含量，結(jié)果其熱導(dǎo)率比合金380.0的熱導(dǎo)率高大約20%。另外，本發(fā)明的合金可通過液體熱等靜壓制進(jìn)行處理以實(shí)現(xiàn)比380.0合金的熱導(dǎo)率高大約40 %的熱導(dǎo)率。本發(fā)明的合金通常包含至少87重量％的鋁，更優(yōu)選至少88重量％，最優(yōu)選至少89重量％。
[0018]盡管預(yù)期將本發(fā)明的耐腐蝕的鋁合金主要用于壓鑄耐腐蝕部件，所述合金還適用于永久鑄模工藝和半永久的成型工藝。壓鑄、永久鑄模和半永久的成型操作都是工業(yè)領(lǐng)域熟知的，因此本文沒有描述。
[0019]我們還發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的鋁合金與合金380.0和其它高耐腐蝕的合金相比具有改進(jìn)的伸長(zhǎng)率。這使得(例如)在所述制品中的壓鑄螺紋孔發(fā)生螺紋損壞前，能夠使得螺釘以更高的扭矩水平進(jìn)入壓鑄制品。
[0020]實(shí)施本發(fā)明的人和本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和改進(jìn)而不會(huì)偏離所公開的概念的精神。所要求保護(hù)的范圍由權(quán)利要求書和法律所允許的廣泛的解釋來確定。
【權(quán)利要求】
1.一種基于鋁的合金，其包含:至少約87重量％的鋁；約8.5-12重量％的硅；約0.03-0.08重量％的銅；約0.3-0.5重量％的鐵；以及約0.05-0.2重量％的鑰。
2.如權(quán)利要求1所述的合金，其特征在于，所述硅的含量約為9.5-12重量％。
3.如權(quán)利要求2所述的合金，其特征在于，所述鐵的含量約為0.4-0.5重量％。
4.如權(quán)利要求1所述的合金，其特征在于，所述鐵的含量約為0.4-0.5重量％。
5.如權(quán)利要求1所述的合金，其特征在于，所述銅的含量約為0.03重量％。
6.如權(quán)利要求1所述的合金，其特征在于:所述娃的含量約為9.5-12重量％ ；所述銅的含量約為0.03重量％ ;以及所述鐵的含量約為0.4-0.5重量％。
7.如權(quán)利要求6所述的合金,該合金還包含猛,所述猛的含量約為0.25-0.5重量％。
8.如權(quán)利要求7所述的合金，該合金還包含鎂，所述鎂的含量約為0.25-0.5重量％。
9.如權(quán)利要求8所述的合金，其特征在于，所述鎂的含量約為0.40重量％。
【文檔編號(hào)】C22C21/02GK103911528SQ201310003747
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月6日
【發(fā)明者】K·F·歐康納 申請(qǐng)人:德爾福技術(shù)有限公司