CN115198150B - 铝硅合金及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝硅合金及其制备方法和应用，按质量百分比计，铝硅合金包括以下组分：硅6％～9％、镁0.1％～0.4％、铁≤0.25％、锰0.1％～0.7％、钛≤0.2％、铜≤0.3％、锌≤0.2％、锆≤0.25％、铬0.05％～0.35％、锶≤0.05％、钙≤0.1％、镍≤0.2％、铅≤0.2％、锡≤0.2％，其它单个杂质含量≤0.05％，其它杂质总含量≤0.15％，余量的铝。各组分按特定比例作用，有效提升铝硅合金的塑性、抗拉强度和屈服强度。

Description

铝硅合金及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及铝材技术领域，特别涉及一种铝硅合金及其制备方法和应用。

背景技术

随着汽车轻量化的发展，铝硅合金在整车上用量逐年递增，汽车铸铝件也不断向集成化、大型化、薄壁化趋势发展。传统的铝硅合金在浇铸得到铝合金铸锭步骤之后需要经过热处理来提升铝硅合金的强度，但热处理会导致铝硅合金变形，同时也会耗费能源。而且，大型薄壁铸铝件还涉及铆接等连接需求，铆接过程不能开裂，对铝硅合金材料的塑性提出了要求。

因此，提供一种浇铸步骤后无需进行热处理，且抗拉强度、屈服强度和塑性较高的铝硅合金具有重要意义。

发明内容

基于此，本发明提供了一种在浇铸步骤后无需进行热处理，且抗拉强度、屈服强度和塑性较高的铝硅合金及其制备方法和应用。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下。

一种铝硅合金，按质量百分比计，包括以下组分：

硅6％～9％、镁0.1％～0.4％、铁≤0.25％、锰0.1％～0.7％、钛≤0.2％、铜≤0.3％、锌≤0.2％、锆≤0.25％、铬0.05％～0.35％、锶≤0.05％、钙≤0.1％、镍≤0.2％、铅≤0.2％、锡≤0.2％，其它单个杂质含量≤0.05％，其它杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

在其中一些实施例中，铝硅合金中，按质量百分比计，包括以下组分：

硅6.5％～8.0％、镁0.1％～0.3％、铁≤0.25％、锰0.2％～0.6％、钛0.01％～0.2％、铜≤0.2％、锌≤0.1％、锆0.02％～0.2％、铬0.05％～0.25％、锶0.01％～0.03％、钙≤0.06％、镍≤0.1％、铅≤0.1％、锡≤0.1％，其它单个杂质含量≤0.05％，其它杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

在其中一些实施例中，铝硅合金中，按质量百分比计，包括以下组分：

硅7％～8％、镁0.1％～0.25％、铁≤0.15％、锰0.3％～0.6％、钛0.05％～0.15％、铜≤0.1％、锌≤0.05％、锆0.05％～0.15％、铬0.1％～0.2％、锶0.01％～0.025％、钙≤0.02％、镍≤0.05％、铅≤0.05％、锡≤0.05％，其它单个杂质含量≤0.05％，其它杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

在其中一些实施例中，铝硅合金中，所述镁与所述硅的质量比为(0.01～0.067):1。

在其中一些实施例中，铝硅合金中，所述铝硅合金包括Al₂CuMg相。

本发明提供了一种铝硅合金的制备方法，包括以下步骤：

按照上述的铝硅合金的组分提供各原料，将各原料混合后，依次进行熔炼、精炼及浇铸，得到合金铸锭。

在其中一些实施例中，铝硅合金的制备方法中，将各原料混合的步骤中，镁采用铝材包裹后再进行混合。

在其中一些实施例中，铝硅合金的制备方法中，所述精炼步骤中，采用氩气和熔剂进行复合精炼。

在其中一些实施例中，铝硅合金的制备方法中，所述精炼的温度为700℃～730℃，时间为10min～20min。

本发明提供了上述铝硅合金在制备铝硅合金制品中的应用。

本发明提供了一种铝合金制品，其材质包含上述的铝硅合金。

与现有技术相比较，本发明的铝硅合金具有如下有益效果：

上述铝硅合金，通过将硅、镁、锰、钛、锆、铬、锶和铝按特定比例添加，以及控制铁、铜、锌、钙、镍、铅、锡的含量，在浇铸步骤后无需经过热处理，在铸态下即具有较高的塑性、抗拉强度和屈服强度，有效降低铝硅合金的制造成本，以及避免铸件经过热处理变形的问题，同时降低碳排放。其中，以铝为基体，搭配锆元素和钛元素，在组织内获得细小弥散分布的Al₃Zr、Al₃Ti颗粒，作为α-Al异质形核核心，增加形核点，细化晶粒，有效提升铝硅合金的塑性、抗拉强度和屈服强度；锰元素和铝元素生成MnAl₆化合物弥散质点，提高铝硅合金再结晶温度，并显著细化再结晶晶粒；且锰元素还可与铝中残余铁元素反应，将粗大片状β-Al₅FeSi相转变为块状或汉字状AlSiMnFe相，改善β-Al₅FeSi相对合金塑性的影响；铁元素和锰元素可进一步与铬元素形成颗粒状的Al(Mn，Cr，Fe)Si相，有效调控铝硅合金中粗大针状β-Al₅FeSi相和块状含Mn相，减轻铁元素和锰元素对铝硅合金塑性的不利影响，提升合金塑性并改善脱模倾向；且铬固溶在铝基体内或以化合物的形式析出，起到一定固溶和析出强化作用；进一步搭配特定比例的镁元素，一方面可与合金中未固溶到基体内的铜元素生成Al₂CuMg相，有效避免传统合金中析出Al₂Cu对合金塑性及耐蚀性的不利影响；另一方面和硅元素形成强化相，可进一步提升铝硅合金的抗拉强度和屈服强度，且避免因形成过量粗大强化Mg₂Si相影响铝硅合金的塑性；各组分按特定比例作用，有效提升铝硅合金的塑性、抗拉强度和屈服强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的铝硅合金的金相组织形貌图；

图2为本发明实施例1提供的铝硅合金的SEM组织形貌图；

图3为本发明实施例1提供的铝硅合金内的Al₂CuMg相微观形貌图；

图4为实施例1提供的铝硅合金在室温下的拉伸应力-应变曲线图；

图5为实施例2提供的铝硅合金在室温下的拉伸应力-应变曲线图；

图6为实施例1～2和对比例4、6提供的铝硅合金铸件的弯曲情况图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。应当理解，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

本发明一实施方式提供了一种铝硅合金，按质量百分比计，包括以下组分：

硅6％～9％、镁0.1％～0.4％、铁≤0.25％、锰0.1％～0.7％、钛≤0.2％、铜≤0.3％、锌≤0.2％、锆≤0.25％、铬0.05％～0.35％、锶≤0.05％、钙≤0.1％、镍≤0.2％、铅≤0.2％、锡≤0.2％，其它单个杂质含量≤0.05％，其它杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

本发明的技术人员在研究过程中发现，铁元素对避免粘模有益，还可一定程度细化晶粒，改善金属流动性，但铁在铝硅合金中会形成粗大针状β-Al₅FeSi相，其会降低铝硅合金的韧性；钛元素与其他组分合理搭配时，可提升铝硅合金的塑性、抗拉强度和屈服强度，而含量过高时，形成粗大块状钛化合物会降低铝硅合金的塑性；铜元素可提高铝硅合金的抗拉强度，但传统技术一般析出Al₂Cu相，Al₂Cu对合金塑性降低明显，并降低合金耐蚀性；锆在铸态铝硅合金中主要以3种状态存在：一是固溶在铝硅合金基体中；二是以Al₃Zr相形式存在，作为α-Al异质形核核心，增加形核点，细化晶粒；三是以粗大的初生相Al₃Zr形式存在；当锆元素含量较高时，形成粗大Al₃Zr金属间化合物，降低铝硅合金的抗拉强度和屈服强度，以及断裂韧性；钙元素含量过高生成Al(Ca，Sr)Si化合物，导致锶对硅的变质效果被抑制。

本发明通过将硅、镁、锰、钛、锆、铬、锶和铝按特定比例添加，以及控制铁、铜、锌、钙、镍、铅、锡的含量，在浇铸步骤后无需经过热处理，在铸态下即具有较高的塑性、抗拉强度和屈服强度，有效降低铝硅合金的制造成本，以及避免铸件经过热处理变形的问题，同时降低碳排放。

具体地，以铝为基体，搭配锆元素和钛元素，在组织内获得细小弥散分布的Al₃Zr、Al₃Ti颗粒，作为α-Al异质形核核心，增加形核点，细化晶粒，有效提升铝硅合金的塑性、抗拉强度和屈服强度；锰元素和铝元素生成MnAl₆化合物弥散质点，提高铝硅合金再结晶温度，并显著细化再结晶晶粒；且锰元素还可与铝中残余铁元素反应，将粗大片状β-Al₅FeSi相转变为块状或汉字状AlSiMnFe相，改善β-Al₅FeSi相对合金塑性的影响；铁元素和锰元素可进一步与铬元素形成颗粒状的Al(Mn，Cr，Fe)Si相，有效调控铝硅合金中粗大针状β-Al₅FeSi相和块状含Mn相，减轻铁元素和锰元素对铝硅合金塑性的不利影响，提升合金塑性并改善脱模倾向；且铬固溶在铝基体内或以化合物的形式析出，起到一定固溶和析出强化作用；进一步搭配特定比例的镁元素，一方面可与合金中未固溶到基体内的铜元素生成Al₂CuMg相，有效避免传统合金中析出Al₂Cu对合金塑性及耐蚀性的不利影响；另一方面和硅元素形成强化相，可进一步提升铝硅合金的抗拉强度和屈服强度，且避免因形成过量粗大强化Mg₂Si相影响铝硅合金的塑性；各组分按特定比例作用，有效提升铝硅合金的塑性、抗拉强度和屈服强度。

在其中一些示例中，铝硅合金中，按质量百分比计，包括以下组分：

硅6.5％～8.0％、镁0.1％～0.3％、铁≤0.25％、锰0.2％～0.6％、钛0.01％～0.2％、铜≤0.2％、锌≤0.1％、锆0.02％～0.2％、铬0.05％～0.25％、锶0.01％～0.03％、钙≤0.06％、镍≤0.1％、铅≤0.1％、锡≤0.1％，其它单个杂质含量≤0.05％，其它杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

在其中一些示例中，铝硅合金中，按质量百分比计，包括以下组分：

硅7％～8％、镁0.1％～0.25％、铁≤0.15％、锰0.3％～0.6％、钛0.05％～0.15％、铜≤0.1％、锌≤0.05％、锆0.05％～0.15％、铬0.1％～0.2％、锶0.01％～0.025％、钙≤0.02％、镍≤0.05％、铅≤0.05％、锡≤0.05％，其它单个杂质含量≤0.05％，其它杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

在其中一些较优的示例中，铝硅合金中，按质量百分比计，包括以下组分：

硅7.22％、镁0.18、铁0.08％、锰0.4％、钛0.1％、铜0.01％、锌≤0.01％、锆0.12％、铬0.14、锶0.021％、钙0.008％、镍≤0.05％、铅≤0.05％、锡≤0.05％，其它单个杂质含量≤0.05％，其它杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

在其中一些示例中，铝硅合金中，镁与硅的质量比为(0.01～0.067):1。

可以理解，镁与硅的质量比可以为0.01:1、0.011:1、0.02:1、0.021:1、0.025:1、0.027:1、0.03:1、0.04:1、0.05:1、0.061:1、0.067:1等。

进一步地，镁与硅的质量比为(0.025～0.04):1；可选地，镁与硅的质量比为0.025:1。

硅在铝中的最大固溶度为1.65％，室温时为0.05％；硅元素在铝硅合金中形成二元或多元共晶组织，增加铝液的流动性和减少凝固收缩率，有效改善铝硅合金的铸造工艺性能，以及提高铝硅合金的硬度和抗拉强度。但随硅元素含量提升，也会生成过量共晶硅甚至初生硅，导致铝硅合金塑性降低。本发明的研究人员在研究过程中发现，铝硅合金中硅元素含量超过9％之后，再继续增加硅元素含量对铝硅合金的流动性增加不明显，反而会降低合金塑性；而硅元素含量低于6％时，铝硅合金铸造性能降低。

在其中一些示例中，铝硅合金中，铝硅合金包括Al₂CuMg相。

在其中一些示例中，铝硅合金中，铝硅合金包括Al(Mn，Cr，Fe)Si相。

镁元素在铝中的室温溶解度为0.34％，极限溶解度为14.9％；通过添加特定比例的镁元素，一方面可与合金中未固溶到基体内的铜元素生成Al₂CuMg相，避免Al₂Cu析出对合金塑性及耐蚀性的不利影响；另一方面镁与铝硅合金中硅元素作用形成强化相Mg₂Si，有效提高合金的抗拉强度和屈服强度。而如果镁含量过高，会生成过量的Mg₂Si强化相从而导致铝硅合金的塑性降低。

在其中一些示例中，铝硅合金中，铬与硅的质量比为(0.0056～0.058):1。

可以理解，铬与硅的质量比可以为0.0056:1、0.006:1、0.007:1、0.01:1、0.018:1、0.019:1、0.02:1、0.03:1、0.04:1、0.05:1、0.056:1、0.058:1等。

进一步地，铬与硅的质量比为(0.019～0.04):1；可选地，铬与硅的质量比为0.019:1。

通过控制铬的添加比例，减轻铁元素和锰元素对铝硅合金塑性的不利影响，提升合金塑性并改善脱模倾向，以及提高铝硅合金抗拉强度和屈服强度；而铬含量过高，在晶界生成粗大富铬相，会降低铝硅合金的塑性。

本发明一实施方式提供了一种铝硅合金的制备方法，包括以下步骤：

按照上述的铝硅合金的组分提供各原料，将各原料混合后，依次进行熔炼、精炼及浇铸，得到合金铸锭。

具体地，包括步骤S10～S40。

步骤S10：按照上述的铝硅合金的组分提供各原料，将各原料混合后进行熔炼，得到第一铝硅合金液铝液。

在其中一些示例中，步骤S10中，原料包括铝锭、铝硅、镁块，以及铝锰、铝钛、铝锆、铝铬、铝锶中间合金。

可以理解，铜、铁、锌、钙、镍、铅、锡为上述合金中的杂质元素引入，最终制得的铝硅合金中的成分含量符合上述比例即可。

进一步地，铝锭为A00铝锭。

在其中一些示例中，步骤S10中，镁采用铝材包裹后再进行混合。

本发明的技术人员在研究中发现，铝镁中间合金中镁元素含量存在一定浮动空间，难以精确控制镁元素添加的含量；且铝镁中间合金熔点约450℃左右，远低于铝液熔炼温度，添加时容易发生烧损氧化的问题。而纯镁熔点为650℃，与铝液熔炼温度较接近，相比添加铝镁中间合金，可在一定程度上减少因铝镁中间熔点较低导致的氧化烧损，但也无法避免纯镁锭添加过程中与空气接触导致的镁烧损氧化。

本发明采用铝材包裹镁块，一方面可减少备料阶段中镁锭的氧化与污染；另一方面在熔炼阶段，可防止投入镁锭与空气接触发生氧化，起到隔绝氧气与保护镁锭的作用，减少了熔炼中镁的烧损氧化。

在其中一些示例中，步骤S10中，铝材为铝箔或铝板。进一步地，铝材的厚度为0.02mm～2.0mm。

可以理解，铝材的型号不限，以铝箔或铝板成分不影响上述铝硅合金成分为基准。进一步的，包裹用的铝材为1系铝合金。

在其中一些示例中，步骤S10中，将原料在120℃～150℃下干燥1h～2h，待用。

可以理解，将原料在特定温度下干燥特定时间，可防止原料吸湿导致铝硅合金的含水量过大。

在其中一些示例中，步骤S10中，还包括加入覆盖剂。

进一步地，覆盖剂选自氯化钠、氯化钾、冰晶石或市售RF-1中的至少一种。

在其中一些示例中，步骤S10中，熔化的温度为680℃～740℃。

在其中一些具体的示例中，步骤S10中，先将铝锭熔化，再加入铝硅中间合金并升温至720℃～740℃熔化；然后加入铝锰、铝钛、铝锆、铝铬中间合金熔化，得到第二铝硅合金液；随后将第二铝硅合金液降至680℃～700℃，加入镁块、铝锶中间合金和覆盖剂进行熔炼，得到第一铝硅合金液铝液。

进一步地，步骤S10中还包括去除第二铝硅合金液表面上杂质的步骤。

步骤S20：将步骤S10得到第一铝硅合金液铝液进行精炼。

在其中一些示例中，步骤S20中，采用氩气和熔剂进行复合精炼，得到第三铝硅合金液铝液。

相比气体或熔剂的单一净化方法，采用夹带熔剂的高纯氩气复合净化具有更好的净化效果。原理是高纯氩气将熔剂吹入铝熔体后，熔剂快速分散到铝熔体中发生熔化形成熔剂膜；熔剂膜包围在铝熔体内气泡表面，将气泡表面氧化膜溶解使之破裂，熔体内气体上浮；同时熔剂膜还提高了气泡表面活性，加强吸附除渣能力。

在其中一些示例中，步骤S20中，精炼的温度为700℃～730℃，时间为10min～20min。

在其中一些示例中，步骤S20中，在第一铝硅合金液铝液中加入覆盖剂和精炼剂进行精炼。

进一步地，覆盖剂选自氯化钠、氯化钾、冰晶石或市售RF-1中的至少一种；精炼剂选自六氯乙烷、二氯化锌、二氯化锰或市售RJ-1中的至少一种。

可以理解，覆盖剂和精炼剂在120℃～150℃下干燥1h～2h，可防止辅料吸湿导致铝硅合金的含水量过大。

在其中一些示例中，精炼步骤结束后，扒渣去除熔体上表面杂质，静置5min～10min。

步骤S30：将步骤S20得到的第三铝硅合金液铝液进行浇铸，得到合金铸锭。

在其中一些示例中，步骤S30中，浇铸的方式为真空压铸、压力铸造、挤压铸造。

可以理解，在铸造模具中成型得到合金铸锭。

本发明一实施方式提供了上述铝硅合金在制备铝合金制品中的应用。本发明另一实施方式提供了一种铝合金制品，其材质包含上述的铝硅合金。

上述铝硅合金用于制备铝合金制品，可赋予铝合金制品较高塑性、抗拉强度和屈服强度。

在其中一些实施例中，铝合金制品包括但不限于汽车铸铝件、电线电缆、交轨型材、电极。

在其中一些实施例中，铝合金制品的材质可为上述的铝硅合金，即采用上述的铝硅合金直接制备铝合金制品。在另一些实施例中，铝合金制品的材质除了包含上述的铝硅合金，还可包括其他材料。

具体实施例

以下按照本发明的铝硅合金及其制备方法和应用举例，可理解，本发明的铝硅合金及其制备方法和应用并不局限于下述实施例。

实施例1

按照如下质量百分比准备原料A00铝锭，铝硅、铝锰、铝铁、铝钛、铝锆、铝铬、铝锶中间合金，外层包裹铝箔的镁块，以及辅料覆盖剂RF-1、精炼剂RJ-1，并将原料和辅料于140℃～150℃下干燥2h待用；

硅8.56％；镁0.23％；铜0.07％；锌≤0.01％；锰0.35％；铁0.20％；钛0.14％；锆0.15％；铬0.16％；锶0.020％；钙0.009％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免单个杂质含量≤0.05％，不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝；其中，镁与硅的质量比为0.027:1；铬与硅的质量比为0.019:1；

将A00铝锭放入坩埚完全熔化后，加入铝硅中间合金并升温至740℃，待铝硅中间合金完全熔化后加入铝锰、铝铁、铝钛、铝锆、铝铬中间合金并搅拌熔化成第二铝硅合金液；采用覆盖剂对熔体进行保护，随后去除熔体表面上杂质，静止10min后，将第一铝硅合金液温度降至690℃，再将外层包裹铝箔的镁块和铝锶中间合金快速压入坩埚底部熔化，加入覆盖剂进行保护，得到第一铝硅合金液；将第一铝硅合金液升温至720℃，通入混有RJ-1熔剂的高纯氩气对铝合金液进行精炼除气15min，精炼结束后再次扒渣去除熔体表面上杂质，静置10min，将得到的第一铝硅合金液铝液进行成分检测合格后，采用压铸方法制备得到铝硅合金试棒，其金相组织形貌图如图1所示，SEM组织形貌图如图2所示，铝硅合金内的Al₂CuMg相微观形貌图如图3所示。

实施例2

原料：硅7.22％；镁0.18％；铜0.01％；锌≤0.01％；锰0.40％；铁0.08％；钛0.10％；锆0.12％；铬0.14％；锶0.021％；钙0.008％；镍≤0.05％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝；其中，镁与硅的质量比为0.025:1；铬与硅的质量比为0.019:1；

将A00铝锭放入坩埚完全熔化后，加入铝硅中间合金并升温至720℃，待铝硅中间合金完全熔化后加入铝锰、铝钛、铝锆、铝铬中间合金并搅拌熔化成第二铝硅合金液；采用RF-1覆盖剂对熔体进行保护，随后去除熔体表面上杂质，静止10min后，将第二铝硅合金液温度降至700℃，再将外层包裹铝箔的镁块和铝锶中间合金快速压入坩埚底部熔化，加入覆盖剂进行保护，得到第一铝硅合金液；将第一铝硅合金液升温至720℃，通入混有RJ-1熔剂的高纯氩气对铝合金液进行精炼除气15min，精炼结束后再次扒渣去除熔体表面上杂质，静置10min，将得到的第三铝硅合金液铝液进行成分检测合格后，采用压铸方法制备得到铝硅合金试棒。

实施例3

与实施例1基本相同，不同点在于，原料为：硅9％；镁0.1％；铜0.07％；锌≤0.01％；锰0.1％；铁0.20％；钛0.14％；锆0.15％；铬0.05％；锶0.020％；钙0.009％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝；其中，镁与硅的质量比为0.011:1；铬与硅的质量比为0.006:1。

实施例4

与实施例1基本相同，不同点在于，原料为：硅6.1％；镁0.37％；铜0.28％；锌≤0.01％；锰0.65％；铁0.23％；钛0.2％；锆0.25％；铬0.34％；锶0.03％；钙0.09％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝；其中，镁与硅的质量比为0.061:1；铬与硅的质量比为0.056:1。

实施例5

与实施例1基本相同，不同点在于，原料为：硅8.56％；镁0.26％；铜0.07％；锌≤0.01％；锰0.35％；铁0.20％；钛0.14％；锆0.15％；铬0.26％；锶0.020％；钙0.009％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝；其中，镁与硅的质量比为0.03:1；铬与硅的质量比为0.03:1。

实施例6

与实施例1基本相同，不同点在于，原料为：硅8.56％；镁0.34％；铜0.07％；锌≤0.01％；锰0.35％；铁0.20％；钛0.14％；锆0.15％；铬0.34％；锶0.020％；钙0.009％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝；其中，镁与硅的质量比为0.04:1；铬与硅的质量比为0.04:1。

实施例7

与实施例1基本相同，不同点在于，镁块不采用铝箔包裹，直接以镁块的形式添加。

实施例8

与实施例1基本相同，不同点在于，精炼步骤中不添加熔剂，直接通入高纯氩气对铝合金液进行精炼除气。

对比例1

与实施例1基本相同，不同点在于，原料为：硅10.0％；镁0.46％；铜＜0.01％；锌≤0.02％；锰0.60％；铁0.06％；钛0.20％；锆＜0.01％；铬＜0.01％；锶0.020％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

对比例2

与实施例1基本相同，不同点在于，原料为：硅8.56％；镁0.05％；铜0.07％；锌≤0.01％；锰0.35％；铁0.20％；钛0.14％；锆0.15％；铬0.16％；锶0.020％；钙0.009％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

对比例3

与实施例1基本相同，不同点在于，原料为：硅8.30％；镁0.35％；铜0.48％；锌≤0.02％；锰0.37％；铁0.17％；钛0.09％；锆＜0.01％；铬＜0.01％；锶0.015％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

对比例4

与实施例1基本相同，不同点在于，原料为：硅8.50％；镁0.39％；铜0.60％；锌≤0.02％；锰1.10％；铁0.52％；钛0.20％；锆＜0.01％；铬＜0.01％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

对比例5

与实施例1基本相同，不同点在于，原料为：硅8.55％；镁0.23％；铜0.07％；锌≤0.02％；锰0.35％；铁0.21％；钛0.13％；锆0.32％；铬0.14％；锶0.02％；钙0.15％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

对比例6

与实施例1基本相同，不同点在于，原料为：硅8.56％；镁0.23％；铜0.08％；锌≤0.02％；锰0.34％；铁0.2％；钛0.14％；锆0.14％；铬0.38％；锶0.021％；钙0.009％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

对比例7

与实施例1基本相同，不同点在于，原料为：硅8.56％；镁0.23％；铜0.07％；锌≤0.01％；锰0.35％；铁0.20％；钛0.14％；锆0.15％；铬0.01％；锶0.020％；钙0.009％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

对比例8

与实施例1基本相同，不同点在于，原料为：硅12.4％；镁0.21％；铜0.20％；锌≤0.02％；锰0.33％；铁0.08％；钛0.09％；锆0.12％；铬0.14％；锶0.02％；钙0.008％；镍≤0.1％；铅≤0.05％；锡≤0.05％；不可避免杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

各实施例和各对比例的部分元素的组成如表1所示，单位为wt％。

表1

将上述各实施例和各对比例制得的铝硅合金铸件在铸态下进行抗拉强度、屈服强度、延伸率性能测试。其中，抗拉强度、屈服强度、延伸率的测试条件和测试标准执行GB/T228.1，对铸态高塑性铝硅合金材料的要求为：抗压强度≥250MPa，屈服强度≥120Mpa，延伸率≥10％；实施例1提供的铝硅合金在室温下的拉伸应力-应变曲线图如图4所示，实施例2提供的铝硅合金在室温下的拉伸应力-应变曲线图如图5所示，其他测试结果如表2所示。

表2

从表2可以看出，相比对比例，实施例制得的铝硅合金的抗拉强度、屈服强度和塑性综合性能较好，满足对铸态高塑性铝硅合金材料的规定，且可获得较低污泥指数；而对比例1和对比例8，镁元素含量较高，和/或硅元素含量较高，对铝硅合金的塑性有较大影响；对比例3铜元素含量较高，对比例4铜元素和锰元素含量较高，对比例5锆元素和钙元素含量较高，对比例6铬元素含量较高，均不同程度降低铝硅合金的延伸率，从而影响铝硅合金的塑性；对比例2，镁元素含量较低，铝硅合金的强度难以满足使用要求；对比例7，铬元素含量较低，铝硅合金的塑性降低。

实施例1～2和对比例4、6提供的铝硅合金铸件的弯曲情况如图6所示，其中，图6中的a代表对比例4提供的铝硅合金铸件，图6中的b代表对比例6提供的铝硅合金铸件，图6中的c代表实施例1提供的铝硅合金铸件，图6中的d代表实施例2提供的铝硅合金铸件。

从图6可以看出，对比例4和对比例6制得的铝硅合金铸件易折断的弯曲幅度较小，塑性较低；而实施例提供的铝硅合金的塑性较好。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种铝硅合金，其特征在于，按质量百分比计，由以下组分组成：

硅6％～9％、镁0.1％～0.4％、铁≤0.25％、锰0.1％～0.7％、钛≤0.2％、铜≤0.3％、锌≤0.2％、锆≤0.25％、铬0.05％～0.35％、锶≤0.05％、钙≤0.1％、镍≤0.2％、铅≤0.2％、锡≤0.2％，其它单个杂质含量≤0.05％，其它杂质总含量≤0.15％，余量的铝；

所述铝硅合金的制备方法包括以下步骤：

按照所述铝硅合金的组分提供各原料，将各原料混合后，依次进行熔炼、精炼及浇铸，得到合金铸锭，所述合金铸锭即为所述铝硅合金；

其中，将各原料混合的步骤中，镁采用铝材包裹后再进行混合；

所述精炼步骤中，采用氩气和熔剂进行复合精炼。

2.如权利要求1所述的铝硅合金，其特征在于，按质量百分比计，由以下组分组成：

硅6.5％～8.0％、镁0.1％～0.3％、铁≤0.25％、锰0.2％～0.6％、钛0.01％～0.2％、铜≤0.2％、锌≤0.1％、锆0.02％～0.2％、铬0.05％～0.25％、锶0.01％～0.03％、钙≤0.06％、镍≤0.1％、铅≤0.1％、锡≤0.1％，其它单个杂质含量≤0.05％，其它杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

3.如权利要求1所述的铝硅合金，其特征在于，按质量百分比计，由以下组分组成：

硅7％～8％、镁0.1％～0.25％、铁≤0.15％、锰0.3％～0.6％、钛0.05％～0.15％、铜≤0.1％、锌≤0.05％、锆0.05％～0.15％、铬0.1％～0.2％、锶0.01％～0.025％、钙≤0.02％、镍≤0.05％、铅≤0.05％、锡≤0.05％，其它单个杂质含量≤0.05％，其它杂质总含量≤0.15％，余量的铝。

4.如权利要求1所述的铝硅合金，其特征在于，所述镁与所述硅的质量比为(0.01～0.04):1。

5.如权利要求1所述的铝硅合金，其特征在于，所述铬与所述硅的质量比为(0.01～0.04):1。

6.如权利要求1～5任一项所述的铝硅合金，其特征在于，所述铝硅合金包括Al₂CuMg相。

7.一种铝硅合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照权利要求1～6任一项所述的铝硅合金的组分提供各原料，将各原料混合后，依次进行熔炼、精炼及浇铸，得到合金铸锭，所述合金铸锭即为所述铝硅合金；其中，将各原料混合的步骤中，镁采用铝材包裹后再进行混合；

所述精炼步骤中，采用氩气和熔剂进行复合精炼。

8.如权利要求7所述的铝硅合金的制备方法，其特征在于，所述精炼的温度为700℃～730℃，时间为10min～20min。

9.如权利要求1～6任一项所述的铝硅合金在制备铝硅合金制品中的应用。

10.一种铝合金制品，其特征在于，其材质包含如权利要求1～6任一项所述的铝硅合金。