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国产免热处理高强韧铝合金,助力压铸车身结构件应用

 发表于2022/1/26 19:32:21 新金洋免热处理铝合金

湖北新金洋资源股份公司作为专业铝合金锭生产企业,为顾客提供、研发高品质合金产品,提升顾客的产品质量和配套的服务水平,保证顾客产品质量安全。为保证对铸造用高强韧免热处理铝合金锭的技术要求等各项指标的适宜性和稳定性,以及供货过程中的安全性和服务的及时性,基于IATF 16949:2016质量管理体系、ISO 14001:2015环境管理体系、ISO 45001:2018职业健康安全管理体系的要求,结合公司相关管理规定,特向用户简要推介该款产品。

一、研发的意义

助力汽车轻量化发展,为压铸薄壁车身结构件提供合金材料,其实际意义如下:

1、迎合汽车轻量化发展趋势,为保护环境和缓解能源危机的助力。研究表明新能源汽车每减少100Kg重量,续航里程可提升10%-11%,还可以减少20%的电池成本以及20%的日常损耗成本;

2、铝合金作为汽车轻量化的首选材料,主要特点:减重降耗,节能环保; 环境友好,可回收再利用; 耐腐蚀性好,延长使用寿命; 提高车辆行驶平衡性和安全性;

3、压铸零部件由功能件向结构件转变,发展趋势偏向于薄壁件、集成化、结构复杂化;对结构件要求高强度、高延伸,满足T6/T7热处理后表面不起泡,铆接不开裂等基本质量要求;

4、目前压铸结构件需要经过热处理后方可达到性能要求,但热处理过程中不可控因素较多,最终会导致热处理后压铸件变形、成品率低,且成本较高,目前急需免热处理的材料来规避此现象。

二、产品力学性能

合金的力学性能:

本合金力学性能数据均来源与我司实验实测,压铸采用自制压铸试样模(如下图)。

压铸实验试棒产品3D图片

合金的力学性能检测结果:

三、过程控制关键点

材料的含氢量高,会造成内部针孔缺陷,对客户再次使用造成不利影响,因此,新金洋资源对合金的针孔度提出了更高的要求,并且在生产过程通过以下手段控制:

1、使用具有自主知识产权的高性能熔炼炉组,对合金进行充分预热;

2、使用高效喷粉精炼剂对合金进行严格精炼;

3、使用自主研发的铝液净化装备对合金进行惰性气体精炼,在惰性气体和熔剂的双重作用下,将铝液中的氧化物杂质去除掉;

4、使用在线除气,更有效的除去液体中的杂质和杂气,提升了铝液的洁净度。

四、合金显微组织形貌

1、压铸试样断口显微相貌:

压铸圆柱试棒断口形貌

压铸扁试样断口形貌

断口微观组织为细小韧窝组织,无明显的脆性相,且无明显夹渣和严重气孔,故JY-1合金具有较高的韧性。

2、金相显微镜组织形貌:

金相显微镜组织形貌

压铸后基体组织主要为尺寸细小且弥散分布的α-Al(白色颗粒)和共晶Si相(灰黑色区域),共晶Si呈纤维状,无尺寸粗大的第二相,JY-1合金具有较高的强度和韧性。

3、扫描电镜组织形貌及能谱分析数据:

扫描电镜组织形貌

能谱选区分析结果

白色发亮物质为第二相,可见压铸后基体组织中第二相尺寸细小弥散,提高合金强度的同时,对合金塑性不造成较大影响。

能谱区域分析结果

其中Al元素部分区域高亮聚集,为α-Al晶粒区域,Si高亮聚集区域为Al-Si共晶区域,Sr元素高亮聚集区域与Si元素一致,可见变质效果较优,其他合金元素分布弥散,无明显聚集区,可见主要固溶在基体中,提高合金强度的同时,对合金塑性不造成较大影响。

综上,JY-1合金由于独特的成分组成,以及Sr处理,各位微量元素的合金强化作用,使合金具有高强高韧的特性。

五、铝合金应用领域

此合金具有良好的机械性能,特别是延展性,优于传统的压铸AlSi合金。优异的可铸性和可焊接性,能够实现复杂的压铸设计;此压铸合金具有特殊的铸造特性,能为客户提供所需的机械特性,其中抗拉强度可达到280Mpa,屈服强度可达到130Mpa,延伸率13%;目前主要使用于:此合金目前使用于车身纵梁、紧凑型悬架支柱,取代了复杂的钢板结构、顶部加强板、连接器的安全外壳、车身、车架等等。

联系人:章晶林
邮箱:zhangjinglin@hb-jyzy.com

湖北新金洋资源股份公司授权发布

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