專利名稱：汽車輪轂用高強韌輕質(zhì)合金材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬新材料領(lǐng)域，具體涉及一種汽車輪轂用高強韌輕質(zhì)合金材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
能源、環(huán)境和安全是當(dāng)今世界各國極為關(guān)注的三大問題，隨著現(xiàn)代汽車節(jié)能降耗要求的不斷高漲，安全和環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)格，汽車輕量化的要求更為迫切。高強韌輕質(zhì)鋁合金輪轂較普通輪轂平均輕2kg左右，當(dāng)車速為60km/h時可節(jié)省油耗5% _7%，提高了配套車輛的使用經(jīng)濟性。但輪轂減重是建立在輪轂強度要求基礎(chǔ)之上的，沒有強韌性，何談輪轂減重。因而要實現(xiàn)輪轂減重必須提高輪轂材料的強韌性
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種汽車輪轂用高強韌輕質(zhì)合金材料及其制備方法，以提高汽車輪轂的硬度、抗拉強度及延伸率。其合金各組分的質(zhì)量百分比Si6-8%，MgO. 5-1%, CuO. 03-0. 2%, MnO. 3-0. 4%, TiO. 05-0. 3%, NiO. 02-0. 04%, SrO. 02-0. 05%,LaO. 02-0. 15%, CeO. 01-0. 1%，其余為 Al。汽車輪轂用高強韌輕質(zhì)合金材料的制備，是通過以下步驟實現(xiàn)的(I)首先，按材料配方將鋁、硅材料加入到熔煉爐進(jìn)行熔化，然后依次加入Mg、Cu、Sr、Ti及稀土中間合金，待合金全部熔化后，加入覆蓋劑、除渣劑進(jìn)行初步除渣，并繼續(xù)升溫至 750-780 0C ；(2)使用無毒精煉劑對合金熔液進(jìn)行精煉處理，將熔液溫度降至710_720°C，精煉劑用量為合金重量的I. 3-1. 5% ；(3)采用A1-10% RE變質(zhì)及Al-5Ti_lB細(xì)化處理，為保證變質(zhì)處理的效果，選用變質(zhì)效果持續(xù)時間長，變質(zhì)效果和重熔性都很好的Al-10% RE(混合稀土)中間合金進(jìn)行變質(zhì)處理，變質(zhì)處理溫度控制在740-750°C，變質(zhì)劑用量為合金重量的1% ；(4)加入Ar2氣精煉除氣，向熔體中噴吹A(chǔ)r2氣10_20min，降溫至670_690°C，靜置10分鐘后除渣保溫待用。
具體實施例方式實施例I :合金材料的配方為(重量百分比)Si7.5%, Mg O. 8%, CuO. 13%, MnO. 3-0.4%,TiO. 15%, NiO. 03%，SrO. 05%，LaO. 05%，CeO. 055%，其余為 Al。其制備步驟如下(I)首先，按材料配方將鋁、硅材料加入到熔煉爐進(jìn)行熔化，然后依次加入Mg、Cu、Sr、Ti及稀土中間合金，待合金全部熔化后，加入覆蓋劑、除渣劑進(jìn)行初步除渣，并繼續(xù)升溫至 760。。；(2)使用無毒精煉劑對合金熔液進(jìn)行精煉處理，將熔液溫度降至720°C，加入精煉劑(用量為合金重量的1.5% )，迅速攪拌至均勻，繼續(xù)升溫至760°C，盡量采取在真空狀態(tài)下下熔煉，使合金液不與空氣接觸，減少損耗及合金的氧化；(3)采用A1-10% RE變質(zhì)及Al-5Ti_lB細(xì)化處理，為保證變質(zhì)處理的效果，復(fù)合變質(zhì)及細(xì)化處理的時間控制在35min，溫度為750°C。以提高合金的強度和塑性；
(4)加入Ar2氣精煉除氣，用噴槍吹入惰性氣體并攪拌。Ar2氣流量控制在I. 8立方米/小時，吹氣時間10-20min，壓力控制在O. 5Mpa。除氣后降溫至690°C，靜置10分鐘后除渣保溫待用。實施例2:合金材料的配方為(重量百分比)Si8%,Mg1%,Cu0. 03%,Mn0. 3%,TiO. 05%,NiO. 02-0. 04%, SrO. 05%, LaO. 02%, CeO. 01%，其余為 Al。其制備步驟如下(I)首先，按材料配方將鋁、硅材料加入到熔煉爐進(jìn)行熔化，然后依次加入Mg、Cu、Sr、Ti及稀土中間合金，待合金全部熔化后，加入覆蓋劑、除渣劑進(jìn)行初步除渣，并繼續(xù)升溫至 750 0C ；(2)使用無毒精煉劑對合金熔液進(jìn)行精煉處理，將熔液溫度降至710°C，加入精煉劑(用量為合金重量的I. 3% )，迅速攪拌至均勻，繼續(xù)升溫至750°C，盡量采取在真空狀態(tài)下下熔煉，使合金液不與空氣接觸，減少損耗及合金的氧化；(3)采用A1-10% RE變質(zhì)及Al-5Ti_lB細(xì)化處理，為保證變質(zhì)處理的效果，復(fù)合變質(zhì)及細(xì)化處理的時間控制在30min，溫度為750°C。以提高合金的強度和塑性；(4)加入Ar2氣精煉除氣，用噴槍吹入惰性氣體并攪拌。Ar2氣流量控制在I. 8立方米/小時，吹氣時間10-20min，壓力控制在O. 5Mpa。除氣后降溫至675°C，靜置10分鐘后除渣保溫待用。
權(quán)利要求
1.汽車輪轂用高強韌輕質(zhì)合金材料，該合金各組分的質(zhì)量百分比Si6-8%，MgO. 5-1%, CuO. 03-0. 2%, MnO. 3-0. 4%, TiO. 05-0. 3%, NiO. 02-0. 04%, SrO. 02-0. 05%,LaO. 02-0. 15%, CeO. 01-0. 1%，其余為 Al。
2.汽車輪轂用高強韌輕質(zhì)合金材料的制備方法，包括以下步驟 (1)首先，按材料配方將鋁、硅材料加入到熔煉爐進(jìn)行熔化，然后依次加入Mg、Cu、Sr、Ti及稀土中間合金，待合金全部熔化后，加入覆蓋劑、除渣劑進(jìn)行初步除渣，并繼續(xù)升溫至750-780 0C ； (2)使用無毒精煉劑對合金熔液進(jìn)行精煉處理，將熔液溫度降至710-720°C，精煉劑用量為合金重量的1.3-1.5% ； (3)采用Al-10%RE變質(zhì)及Al-5Ti-lB細(xì)化處理，為保證變質(zhì)處理的效果，選用變質(zhì)效果持續(xù)時間長，變質(zhì)效果和重熔性都很好的Al-10% RE(混合稀土)中間合金進(jìn)行變質(zhì)處理，變質(zhì)處理溫度控制在740-750°C，變質(zhì)劑用量為合金重量的1% ； (4)加入Ar2氣精煉除氣，向熔體中噴吹A(chǔ)r2氣10_20min，降溫至670_690°C，靜置10分鐘后除渣保溫待用。
3.如權(quán)利要求2所述的汽車輪轂用高強輕質(zhì)韌合金材料的制備方法，其特征在于所述的變質(zhì)處理溫度控制在740-750°C，變質(zhì)劑用量為合金重量的I %。
4.如權(quán)利要求2所述的汽車輪轂用高強輕質(zhì)韌合金材料的制備方法，其特征在于除氣時，用噴槍吹入惰性氣體并攪拌，Ar2氣流量控制在I. 8立方米/小時，吹氣時間·10-20min，壓力控制在 O. 5Mpa。
全文摘要
汽車輪轂用高強韌輕質(zhì)合金材料及其制備方法，屬新材料領(lǐng)域。其配方為Si6-8％，Mg0.5-1％，Cu0.03-0.2％，Mn0.3-0.4％，Ti0.05-0.3％，Ni0.02-0.04％，Sr0.02-0.05％，La0.02-0.15％，Ce0.01-0.1％，其余為Al。制備方法包括精煉、變質(zhì)、細(xì)化、除氣、除渣等。所制備的材料合金成分均勻，可顯著增強材料的抗拉強度。鑄件內(nèi)部質(zhì)量好，組織均勻、細(xì)小，斷面上沒有肉眼可見的縮松、縮孔和夾渣等鑄造缺陷，可顯著提高鋁合金輪轂的硬度、抗拉強度及延伸率。
文檔編號C22C21/04GK102936675SQ20111023655
公開日2013年2月20日 申請日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者趙凱志 申請人:趙凱志