專利名稱：鎂合金及制造工藝及其制作的輪轂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鎂合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種專門使用在汽車鎂合金輪轂制造領(lǐng)域的鎂合金及制造工藝及其制作的輪轂。
背景技術(shù)：
鎂合金作為最輕的工程金屬材料，具有比重輕、比強(qiáng)度及比剛度高、 阻尼性及切削加工性好、導(dǎo)熱性好、電磁屏蔽能力強(qiáng)、以及減振性好和易于回收等一系列獨(dú)特的性質(zhì)，成為現(xiàn)代汽車和3C產(chǎn)業(yè)的首選材料，被譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色工程材料”。隨著我國(guó)加入WTO后國(guó)內(nèi)、國(guó)際兩個(gè)市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的需求以及國(guó)家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，鎂工業(yè)面臨著重大的發(fā)展機(jī)遇。目前在國(guó)產(chǎn)的計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備上幾乎沒有質(zhì)輕、耐用、具有減振、屏蔽等功能的鎂合金零部件，產(chǎn)品的質(zhì)量和銷路受到很大的影響?？梢娢覈?guó)鎂合金壓鑄產(chǎn)品有廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)，發(fā)展?jié)摿Ψ浅４蟆＝陙?，鎂合金壓鑄件在應(yīng)用中顯示出的巨大優(yōu)勢(shì)，得到了我國(guó)政府及相關(guān)部門的高度重視?？萍疾吭凇熬盼濉逼陂g就會(huì)同有關(guān)部門開展了 “鎂合金材料在轎車上的應(yīng)用研究”。機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，面對(duì)國(guó)際和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)鎂材料的巨大需求和競(jìng)爭(zhēng)壓力，中國(guó)鎂產(chǎn)業(yè)迫切需要從技術(shù)、資源角度進(jìn)行全面的整合，以適應(yīng)21世紀(jì)新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，特別是在現(xiàn)有歷史條件下，更應(yīng)加快豐富、優(yōu)質(zhì)、廉價(jià)的鎂資源的開發(fā)，走規(guī)?；⒓瘓F(tuán)化、產(chǎn)品深度加工和道路；通過采用高新技術(shù)，特別是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)和裝備，全面提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和產(chǎn)品檔次，為汽車和電子信息、通訊、家電行業(yè)提供鎂合金材料和制品，并努力擴(kuò)大出口，以低成本、高附加值產(chǎn)品參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。目前市場(chǎng)上的鎂合金多數(shù)運(yùn)用在航天、航空及汽車零部件上。但市場(chǎng)上的鎂合金還不能用于汽車輪轂上，因鎂合金的成份及特性問題，不適合目前的工藝制造或成本太高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種鎂合金及制造工藝及其制作的輪轂，不僅克服了上述技術(shù)缺陷，而且其用鍛壓機(jī)一次沖壓成型，制作簡(jiǎn)單、方便，不僅節(jié)約了能源，還大大減少了對(duì)環(huán)境的污染。同時(shí)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)技術(shù)的創(chuàng)新及市場(chǎng)空白；其次，解決了鎂合金車輪產(chǎn)品在市場(chǎng)的推廣及應(yīng)用。為了達(dá)到上述設(shè)計(jì)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下—種鎂合金，主要有鎂、鋁、鎳、錳、鋅組成，所述各種元素重量的百分比為鋁元素7. 2 8. 5%，鎳元素0. 007 O. 01 %，錳元素0. 30 O. 70%，鋅元素0. 20 O. 30%，其余為鎂元素。進(jìn)一步，所述各種元素重量的百分比為鋁元素8%，鎳元素0. 008%，錳元素O. 50%，鋅元素0. 25%，其余為鎂元素。一種鎂合金的制作工藝，包括以下步驟I)將鎂熔液加熱到665±5°C，按鋁元素7. 2 8. 5%、鎳元素O. 007 O. 01 %、錳元素O. 30 O. 70%、鋅元素O. 20 O. 30%的重量百分比直接往熔爐里加入鋁、鎳、錳、鋅元素，并使用攪拌機(jī)攪拌3 5分鐘即可。2)每4小時(shí)一次，每次取精煉劑2KG，置于除碴機(jī)內(nèi)，接上氮?dú)鈮毫s4. 5KG，再通過鋼管打入熔液中，至使熔液翻滾3 5分鐘，取出鋼管，靜止5 10分鐘，再將表面殘碴扒出即可。3)用測(cè)量溫度儀測(cè)量熔液溫度，當(dāng)熔液達(dá)到660±5°C時(shí)，即可灌模。4)針對(duì)模具接上冷卻風(fēng)管，每次冷卻2 3分鐘，即可脫模。5)成型打開模具，取出鎂合金型材。一種鎂合金制作的汽車輪轂，其制作工藝為
(I)原材料選擇上述鎂合金型材；(2)切割成段按需求進(jìn)行切割成段；(3)加熱鍛壓成坯由原材料切割成段后，裝進(jìn)模具內(nèi)進(jìn)行加熱，到425±5°C，鍛壓成粗坯；(4)旋壓輪輞按需求，邊加熱邊旋壓輪輞成型；(5)數(shù)控銑按需求，進(jìn)行數(shù)控銑外形結(jié)構(gòu)；(6)機(jī)加工按需求,進(jìn)行車床加工,得到產(chǎn)品形狀；(7)涂裝在輪轂表面噴涂金屬粉沫的涂料；(8)罩光采用罩光噴涂，在面層上涂一道或幾道清漆；(9)終檢入庫(kù)按要求進(jìn)行終檢并包裝入庫(kù)。進(jìn)一步，涂裝前在工件上進(jìn)行除油、除銹、磷化等處理。本發(fā)明所述的鎂合金及制造工藝及其制作的輪轂的有益效果是密度小，相對(duì)強(qiáng)度較高(鋁合金和鐵)，彈性模量大，消震性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐有機(jī)物和堿的腐蝕性能好。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳合金和鎂鋅鋯合金。主要用于航空、航天、運(yùn)輸、化工、火箭等工業(yè)部門。在實(shí)用金屬中是最輕的金屬，鎂的比重大約是鋁的2/3，是鐵的1/4。它是實(shí)用金屬中的最輕的金屬，高強(qiáng)度、高剛性。質(zhì)量輕、剛性好、具有一定的耐蝕性和尺寸穩(wěn)定性、抗沖擊、耐磨、衰減性能好及易于回收；另外還有高的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能、無磁性、屏蔽性好和無毒的特點(diǎn)。另外，由于鎂合金的比強(qiáng)度也比鋁合金和鐵高，因此，在不減少零部件的強(qiáng)度下，可減輕鋁或鐵的零部件的重量。鎂合金相對(duì)比強(qiáng)度(強(qiáng)度與質(zhì)量之比)最高。比剛度(剛度與質(zhì)量之比)接近鋁合金和鋼，遠(yuǎn)高于工程塑料。在彈性范圍內(nèi)，鎂合金受到?jīng)_擊載荷時(shí)，吸收的能量比鋁合金件大一半，所以鎂合金具有良好的抗震減噪性能。鎂合金熔點(diǎn)比鋁合金熔點(diǎn)低，壓鑄成型性能好。鎂合金鑄件抗拉強(qiáng)度與鋁合金鑄件相當(dāng)，一般可達(dá)250MPa，最高可達(dá)600多MPa。屈服強(qiáng)度，延伸率與鋁合金也相差不大。鎂合金還個(gè)有良好的耐腐蝕性能，電磁屏蔽性能，防輻射性能，可做到100 %。鎂合金件穩(wěn)定性較高壓鑄件的鑄造行加工尺寸精度高，可進(jìn)行高精度機(jī)械加工。鎂合金具有良好的壓鑄成型性能，壓鑄件壁厚最小可達(dá)O. 5mm。適應(yīng)制造汽車各類壓鑄件。在振動(dòng)源附近的零件上使用鎂合金可減小振動(dòng)達(dá)到低噪音。此外，為了在汽車受到撞擊后提高吸收沖擊力和輕量化，在輪轂上使用鎂合金。其延伸率和抗沖擊力大。
經(jīng)濟(jì)和社會(huì)影響分析 項(xiàng)目建成后，年可新增銷售額9000萬(wàn)元，年平均上繳銷售稅金及附加520萬(wàn)元，年可實(shí)現(xiàn)平均利潤(rùn)總額800萬(wàn)元。可增加就業(yè)人數(shù)300人，節(jié)省能耗2200噸標(biāo)準(zhǔn)煤。項(xiàng)目投資回收期5年。如經(jīng)濟(jì)效益較好，各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)應(yīng)遠(yuǎn)高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。本項(xiàng)目完成后具有良好的綜合社會(huì)效益。20世紀(jì)70年代以來，各國(guó)尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)汽車的節(jié)能和尾氣排放提出了越來越嚴(yán)格的限制，1993-1994年歐洲汽車制造商提出“3公升汽油轎車”的新概念。美國(guó)提出了“PNGV”(新一代交通工具)的合作計(jì)劃。其目標(biāo)是生產(chǎn)出消費(fèi)者可承受的每百公里耗油3公升的轎車，且整車至少80%以上的部件可以回收。這些要求迫使汽車制造商采用更多高新技術(shù)，生產(chǎn)重量輕、耗油少、符合環(huán)保要求的新一代汽車。鎂作為實(shí)際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，在汽車的減重和性能改善中的重要作用受到人們的 重視。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施方案作進(jìn)一步的詳細(xì)的描述。實(shí)施例I :所述鎂合金主要有鎂、鋁、鎳、錳、鋅組成，所述各種元素重量的百分比為鋁元素
7.2%，鎳元素0. 01%，錳元素0. 70%，鋅元素0. 30%，其余為鎂元素。所述的鎂合金的制作工藝，包括以下步驟I)將鎂熔液加熱到665°C，按鋁元素7. 2%，鎳元素0. 01%，錳元素0. 70%，鋅
元素0. 30%的重量百分比直接往熔爐里加入鋁、鎳、錳、鋅元素，并使用攪拌機(jī)攪拌3分鐘即可。2)每4小時(shí)一次，每次取精煉劑2KG，置于除碴機(jī)內(nèi)，接上氮?dú)鈮毫s4. 5KG，再通過鋼管打入熔液中，至使熔液翻滾3分鐘，取出鋼管，靜止5分鐘，再將表面殘碴扒出即可。3)用測(cè)量溫度儀測(cè)量熔液溫度，當(dāng)熔液達(dá)到660°C時(shí)，即可灌模。4)針對(duì)模具接上冷卻風(fēng)管，每次冷卻2分鐘，即可脫模。5)成型打開模具，取出鎂合金型材。鎂合金制作的汽車輪轂，其制作工藝為(I)原材料選擇上述鎂合金型材；(2)切割成段按需求進(jìn)行切割成段；(3)加熱鍛壓成坯由原材料切割成段后，裝進(jìn)模具內(nèi)進(jìn)行加熱，到425°C，鍛壓成粗坯；(4)旋壓輪輞按需求，邊加熱邊旋壓輪輞成型；(5)數(shù)控銑按需求，進(jìn)行數(shù)控銑外形結(jié)構(gòu)；(6)機(jī)加工按需求，進(jìn)行車床加工，得到產(chǎn)品形狀；(7)涂裝在輪轂表面噴涂金屬粉洙的涂料，提高其運(yùn)行可靠性和耐久性，提高其外觀裝飾性；(8)罩光為達(dá)到產(chǎn)品表面裝飾性、耐久性的要求，采用罩光噴涂，在面層上涂一道或幾道清漆增加或改善涂面光澤；(9)終檢入庫(kù)按要求進(jìn)行終檢并包裝入庫(kù)。 上述過程，涂裝前在工件上進(jìn)行除油、除銹、磷化等處理。
實(shí)施例2 所述鎂合金主要有鎂、鋁、鎳、錳、鋅組成，所述各種元素重量的百分比為鋁元素
8.5%，鎳元素0. 007%，錳元素0. 30%，鋅元素0. 20%，其余為鎂元素。所述的鎂合金的制作工藝，包括以下步驟I)將鎂熔液加熱到670°C，按鋁元素8. 5%，鎳元素0. 007%，錳元素0. 30%，鋅元素0. 20%的重量百分比直接往熔爐里加入鋁、鎳、錳、鋅元素，并使用攪拌機(jī)攪拌5分鐘即可。2)每4小時(shí)一次，每次取精煉劑2KG，置于除碴機(jī)內(nèi)，接上氮?dú)鈮毫s4. 5KG，再通過鋼管打入熔液中，至使熔液翻滾5分鐘，取出鋼管，靜止10分鐘，再將表面殘碴扒出即可。 3)用測(cè)量溫度儀測(cè)量熔液溫度，當(dāng)熔液達(dá)到670°C時(shí)，即可灌模。4)針對(duì)模具接上冷卻風(fēng)管，每次冷卻3分鐘，即可脫模。5)成型打開模具，取出鎂合金型材。鎂合金制作的汽車輪轂，其制作工藝為(I)原材料選擇上述鎂合金型材；(2)切割成段按需求進(jìn)行切割成段；(3)加熱鍛壓成坯由原材料切割成段后，裝進(jìn)模具內(nèi)進(jìn)行加熱，到430°C，鍛壓成粗坯；(4)旋壓輪輞按需求，邊加熱邊旋壓輪輞成型；(5)數(shù)控銑按需求，進(jìn)行數(shù)控銑外形結(jié)構(gòu)；(6)機(jī)加工按需求,進(jìn)行車床加工,得到產(chǎn)品形狀；(7)涂裝在輪轂表面噴涂金屬粉洙的涂料，提高其運(yùn)行可靠性和耐久性，提高其外觀裝飾性；(8)罩光為達(dá)到產(chǎn)品表面裝飾性、耐久性的要求，采用罩光噴涂，在面層上涂一道或幾道清漆增加或改善涂面光澤；(9)終檢入庫(kù)按要求進(jìn)行終檢并包裝入庫(kù)。實(shí)施例3 所述鎂合金主要有鎂、鋁、鎳、錳、鋅組成，所述各種元素重量的百分比為鋁元素8%，鎳元素0. 008%，錳元素0. 50%，鋅元素0. 25%，其余為鎂元素。所述的鎂合金的制作工藝，包括以下步驟I)將鎂熔液加熱到660°C，按鋁元素8%，鎳元素0. 008%，錳元素0. 50%，鋅元素0. 25%的重量百分比直接往熔爐里加入鋁、鎳、錳、鋅元素，并使用攪拌機(jī)攪拌4分鐘即可。2)每4小時(shí)一次，每次取精煉劑2KG，置于除碴機(jī)內(nèi)，接上氮?dú)鈮毫s4. 5KG，再通過鋼管打入熔液中，至使熔液翻滾5分鐘，取出鋼管，靜止7分鐘，再將表面殘碴扒出即可。3)用測(cè)量溫度儀測(cè)量熔液溫度，當(dāng)熔液達(dá)到655°C時(shí)，即可灌模。4)針對(duì)模具接上冷卻風(fēng)管，每次冷卻3分鐘，即可脫模。5)成型打開模具，取出鎂合金型材。鎂合金制作的汽車輪轂，其制作工藝為(I)原材料選擇上述鎂合金型材；
(2)切割成段按需求進(jìn)行切割成段；(3)加熱鍛壓成坯由原材料切割成段后，裝進(jìn)模具內(nèi)進(jìn)行加熱，到420°C，鍛壓成粗坯；(4)旋壓輪輞按需求，邊加熱邊旋壓輪輞成型；(5)數(shù)控銑按需求，進(jìn)行數(shù)控銑外形結(jié)構(gòu)；(6)機(jī)加工按需求,進(jìn)行車床加工,得到產(chǎn)品形狀；(7)涂裝在輪轂表面噴涂金屬粉洙的涂料，提高其運(yùn)行可靠性和耐久性，提高其外觀裝飾性；(8)罩光為達(dá)到產(chǎn)品表面裝飾性、耐久性的要求，采用罩光噴涂，在面層上涂一道或幾道清漆增加或改善涂面光澤； (9)終檢入庫(kù)按要求進(jìn)行終檢并包裝入庫(kù)。實(shí)施例4 所述鎂合金主要有鎂、鋁、鎳、錳、鋅組成，所述各種元素重量的百分比為鋁元素7. 2%，鎳元素0. 007%，錳元素0. 30%，鋅元素0. 20%，其余為鎂元素。所述的鎂合金的制作工藝，包括以下步驟I)將鎂熔液加熱到660°C，按鋁元素7. 2%，鎳元素0. 007%，錳元素0. 30%，鋅
元素0. 20%的重量百分比直接往熔爐里加入鋁、鎳、錳、鋅元素，并使用攪拌機(jī)攪拌4分鐘即可。2)每4小時(shí)一次，每次取精煉劑2KG，置于除碴機(jī)內(nèi)，接上氮?dú)鈮毫s4. 5KG,再通過鋼管打入熔液中，至使熔液翻滾4分鐘，取出鋼管，靜止8分鐘，再將表面殘碴扒出即可。3)用測(cè)量溫度儀測(cè)量熔液溫度，當(dāng)熔液達(dá)到665°C時(shí)，即可灌模。4)針對(duì)模具接上冷卻風(fēng)管，每次冷卻2. 5分鐘，即可脫模。5)成型打開模具，取出鎂合金型材。鎂合金制作的汽車輪轂，其制作工藝為(I)原材料選擇上述鎂合金型材；(2)切割成段按需求進(jìn)行切割成段；(3)加熱鍛壓成坯由原材料切割成段后，裝進(jìn)模具內(nèi)進(jìn)行加熱，到430°C，鍛壓成粗坯；(4)旋壓輪輞按需求，邊加熱邊旋壓輪輞成型；(5)數(shù)控銑按需求，進(jìn)行數(shù)控銑外形結(jié)構(gòu)；(6)機(jī)加工按需求,進(jìn)行車床加工,得到產(chǎn)品形狀；(7)涂裝在輪轂表面噴涂金屬粉沫的涂料，提高其運(yùn)行可靠性和耐久性，提高其外觀裝飾性；(8)罩光為達(dá)到產(chǎn)品表面裝飾性、耐久性的要求，采用罩光噴涂，在面層上涂一道或幾道清漆增加或改善涂面光澤；(9)終檢入庫(kù)按要求進(jìn)行終檢并包裝入庫(kù)。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，便于該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對(duì)本發(fā)明做出的簡(jiǎn)單改進(jìn)都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金，其特征在于主要有鎂、鋁、鎳、錳、鋅組成，所述各種元素重量的百分比為鋁元素7. 2 8. 5%，鎳元素0. 007 O. 01 %，錳元素0. 30 O. 70%，鋅元素O. 20 O. 30%，其余為鎂元素。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鎂合金，其特征在于所述各種元素重量的百分比為鋁元素8%，鎳元素0. 008%,猛元素0. 50%,鋅元素0. 25%,其余為鎂元素。
3.—種權(quán)利要求I所述的鎂合金的制作工藝，其特征在于包括以下步驟 .1)將鎂熔液加熱到665±5°C，按鋁元素7.2 8. 5%、鎳元素O. 007 O. 01 %、錳元素O. 30 O. 70%、鋅元素O. 20 O. 30%的重量百分比直接往熔爐里加入鋁、鎳、錳、鋅元素，并使用攪拌機(jī)攪拌3 5分鐘即可。
.2)每4小時(shí)一次，每次取精煉劑2KG，置于除碴機(jī)內(nèi)，接上氮?dú)鈮毫s4.5KG，再通過鋼管打入熔液中，至使熔液翻滾3 5分鐘，取出鋼管，靜止5 10分鐘，再將表面殘碴扒出即可。
.3)用測(cè)量溫度儀測(cè)量熔液溫度，當(dāng)熔液達(dá)到660±5°C時(shí)，即可灌模。 . 4)針對(duì)模具接上冷卻風(fēng)管，每次冷卻2 3分鐘，即可脫模。
.5)成型打開模具，取出鎂合金型材。
4.一種權(quán)利要求I至3任意一項(xiàng)所述的鎂合金制作的汽車輪轂，其特征在于其制作工藝為 (1)原材料選擇上述鎂合金型材； (2)切割成段按需求進(jìn)行切割成段； (3)加熱鍛壓成坯由原材料切割成段后，裝進(jìn)模具內(nèi)進(jìn)行加熱，到425±5°C，鍛壓成粗坯； (4)旋壓輪輞按需求，邊加熱邊旋壓輪輞成型； (5)數(shù)控銑按需求，進(jìn)行數(shù)控銑外形結(jié)構(gòu)； (6)機(jī)加工按需求，進(jìn)行車床加工，得到產(chǎn)品形狀； (7)涂裝在輪轂表面噴涂金屬粉沫的涂料； (8)罩光采用罩光噴涂，在面層上涂一道或幾道清漆； (9)終檢入庫(kù)按要求進(jìn)行終檢并包裝入庫(kù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車輪轂，其特征在于涂裝前在工件上進(jìn)行除油、除銹、磷化等處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎂合金，主要有鎂、鋁、鎳、錳、鋅組成，所述各種元素重量的百分比為鋁元素7.2～8.5％，鎳元素0.007～0.01％，錳元素0.30～0.70％，鋅元素0.20～0.30％，其余為鎂元素；其制作工藝包括以下步驟1)按重量百分比將各種元素加入熔爐里，加熱到665±5℃，攪拌3～5分鐘；2)每4小時(shí)一次，每次取精煉劑2KG，置于除碴機(jī)內(nèi)，接上氮?dú)鈮毫s4.5KG，再通過鋼管打入熔液中，至使熔液翻滾3～5分鐘，取出鋼管，靜止5～10分鐘，再將表面殘碴扒出即可；3)灌模；4)冷卻、脫模；5)成型。
文檔編號(hào)C22C1/06GK102876947SQ20121032422
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月5日
發(fā)明者黃房富 申請(qǐng)人:開平市中鋁實(shí)業(yè)有限公司