一種輪轂專用鋁合金錠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金錠加工領(lǐng)域，特別是鍛造輪轂專用鋁合金錠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，鋁合金輪轂的應(yīng)用越來(lái)越普遍。鋁合金輪轂比鋼輪轂有四大優(yōu)點(diǎn):一是降低非載荷重量，從而提高抓地性;二是改善了加速性和制動(dòng);三是增加了剛性，鋁輪轂的高硬度明顯地減小了過(guò)彎時(shí)輪胎或輪轂的傾斜，這對(duì)于安裝了高性能輪胎的車子尤為重要；四是提高了制動(dòng)系統(tǒng)的冷卻效果，鋁輪轂的合金中有些金屬本身就是良好的熱導(dǎo)體，所以鋁輪轂有利于將制動(dòng)產(chǎn)生的熱量迅速釋放從而降低由于高熱導(dǎo)致的制動(dòng)失靈，而且由于鋁合金輪轂可以較自由的造型，就更能以某些有利于將氣流導(dǎo)入到制動(dòng)系統(tǒng)的造型有效降溫。但是，鋁制輪轂也有一些缺陷，例如:鋁合金較脆，很容易出現(xiàn)小裂紋，且不易被發(fā)現(xiàn)，其強(qiáng)度也沒(méi)有鋼材高。為改善了鋁合金輪轂的力學(xué)性能，從鋁合金材料入手尤為關(guān)鍵。
[0003]目前，鑄造鋁合金輪轂普遍采用的是A356鋁材，且生產(chǎn)鋁合金輪轂時(shí)是一次性鑄造成型，沒(méi)有進(jìn)行再加工，金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生變化，存在機(jī)械性能較低的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了輪轂專用鋁合金錠及其制備方法，對(duì)鋁合金輪轂采用的鋁合金材料進(jìn)行了變質(zhì)和細(xì)化處理，為提高鋁合金輪轂的機(jī)械性能提供了保證。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]—種輪轂專用鋁合金錠，各成分的質(zhì)量百分比分別為:Si 1.2?2.0 % ,Mn0.05?
0.2%、Cr0.05?0.1%、Mg2.0?2.8%、Cu0.1?0.3%、ΖηΟ.I?0.3%、Ti0.3?0.8%、5110.09?0.25%、2沖.1?0.2%4沖.1?0.2%、510.1?0.2%，其他金屬及非金屬的雜質(zhì)元素總量不超過(guò)0.5%,其余為Al。
[0007]優(yōu)選的，所述鋁合金錠中各成分的質(zhì)量百分比分別為:Si1.7%,Mn0.12%,Cr0.08% ^Mg2.5% ^Cu0.2% ^Zn0.2% ^T1.6% ^Sn0.18% ^Zr0.15% ^Er0.15% ^Sr0.15%，
其他金屬及非金屬的雜質(zhì)元素總量不超過(guò)0.5%,其余為Al。
[0008]—種輪轂專用鋁合金錠的制備方法，包括以下步驟:
[0009](I)熔化:將鋁原料和鎂、硅成分及覆蓋劑在熔煉爐中熔化至700?720°C，然后加入除了鋁、鎂、硅之外的其他合金成分，繼續(xù)升溫至740?750°C，待合金元素全部熔化后得鋁合金熔液；
[0010](2)精煉:將鋁合金熔液的溫度調(diào)整至720?730°C，加入精煉劑進(jìn)行精煉處理，然后升溫至750-760°C，通入氬氣進(jìn)行進(jìn)一步的除氣精煉，精煉后扒渣；
[0011](3)靜置:將精煉后的鋁合金熔液靜置，待鋁合金熔液溫度降至690?710°C;
[0012](4)鑄錠:將經(jīng)步驟(3)處理后的鋁合金熔液通過(guò)鑄造機(jī)進(jìn)行成型鑄造，鑄造過(guò)程中，鑄造速度控制在70?75mm/min，冷卻水水壓控制在0.09?0.14MPa，最終鑄造成直徑為45?55cm、高度為25?30cm的鋁合金錠成品。
[0013]本發(fā)明的鋁合金錠，在鑄造的過(guò)程中加入了T1、Zr、Er、Sr元素，并輔以S1、Mn、Cr、Mg、Sn、Cu等其他元素的協(xié)同作用，可對(duì)鋁合金組織起到變質(zhì)和細(xì)化作用，使鋁合金組織各部位的晶粒平均尺寸更細(xì)小，分布各均勻，從而提高了鋁合金的力學(xué)性能，為改善鋁合金輪轂的機(jī)械性能提供了保證。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍和應(yīng)用范圍不限于以下實(shí)施例:
[0015]實(shí)施例1
[0016]輪轂專用鋁合金錠，各成分的質(zhì)量百分比分別為:Sil.7%、Mn0.12%、Cr0.08%、Mg2.5%、Cu0.2%、Zn0.2%、Ti0.6%、Sn0.18%、Zr0.15%、Er0.15%、Sr0.15%，其他金屬及非金屬的雜質(zhì)元素總量不超過(guò)0.5%,其余為Al。
[0017]上述輪轂專用鋁合金錠的制備方法，包括以下步驟:
[0018](I)熔化:將鋁原料和鎂、硅成分及覆蓋劑在熔煉爐中熔化至700?720°C，然后加入除了鋁、鎂、硅之外的其他合金成分，繼續(xù)升溫至740?750°C，待合金元素全部熔化后得鋁合金熔液；
[0019](2)精煉:將鋁合金熔液的溫度調(diào)整至720?730°C，加入精煉劑進(jìn)行精煉處理，然后升溫至750-760°C，通入氬氣進(jìn)行進(jìn)一步的除氣精煉，精煉后扒渣；
[0020 ] (3)靜置:將精煉后的鋁合金熔液靜置，待鋁合金熔液溫度降至690?710°C;
[0021](4)鑄錠:將經(jīng)步驟(3)處理后的鋁合金熔液通過(guò)鑄造機(jī)進(jìn)行成型鑄造，鑄造過(guò)程中，鑄造速度控制在70?75mm/min，冷卻水水壓控制在0.09?0.14MPa，最終鑄造成直徑為45?55cm、高度為25?30cm的鋁合金錠成品。
[0022]采用上述鋁合金錠，通過(guò)常規(guī)的低壓鑄造法制造鋁合金輪轂，所獲得的鋁合金輪轂成品，在室溫條件下的主要力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度為368MPa，屈服強(qiáng)度為297MPa，延伸率為 15.2%。
[0023]實(shí)施例2
[0024]輪轂專用鋁合金錠，各成分的質(zhì)量百分比分別為:Sil.2%、Mn0.05%、Cr0.05%、Mg2.0% ^Cu0.1 % ^Zn0.1 % ^T1.3% ^Sn0.09% ^Zr0.1 %、Er0.I %、Sr0.I %，其他金屬及非金屬的雜質(zhì)元素總量不超過(guò)0.5%,其余為Al。
[0025]上述輪轂專用鋁合金錠的制備方法，包括以下步驟:
[0026](I)熔化:將鋁原料和鎂、硅成分及覆蓋劑在熔煉爐中熔化至700?720°C，然后加入除了鋁、鎂、硅之外的其他合金成分，繼續(xù)升溫至740?750°C，待合金元素全部熔化后得鋁合金熔液；
[0027](2)精煉:將鋁合金熔液的溫度調(diào)整至720?730°C，加入精煉劑進(jìn)行精煉處理，然后升溫至750-760°C，通入氬氣進(jìn)行進(jìn)一步的除氣精煉，精煉后扒渣；
[0028](3)靜置:將精煉后的鋁合金熔液靜置，待鋁合金熔液溫度降至690?710°C;
[0029](4)鑄錠:將經(jīng)步驟(3)處理后的鋁合金熔液通過(guò)鑄造機(jī)進(jìn)行成型鑄造，鑄造過(guò)程中，鑄造速度控制在70?75mm/min，冷卻水水壓控制在0.09?0.14MPa，最終鑄造成直徑為45?55cm、高度為25?30cm的鋁合金錠成品。
[0030]采用上述鋁合金錠，通過(guò)常規(guī)的低壓鑄造法制造鋁合金輪轂，所獲得的鋁合金輪轂成品，在室溫條件下的主要力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度為321MPa，屈服強(qiáng)度為240MPa，延伸率為 14.1%。
[0031]實(shí)施例3
[0032]輪轂專用鋁合金錠，各成分的質(zhì)量百分比分別為:Si2.0 %、Mn0.2%、Cr0.I %、Mg2.8%、Cu0.3%、Zn0.3%、Ti0.8%、Sn0.25%、Zr0.2%、Er0.2%、Sr0.2%，其他金屬及非金屬的雜質(zhì)元素總量不超過(guò)0.5%,其余為Al。
[0033]上述輪轂專用鋁合金錠的制備方法，包括以下步驟:
[0034](I)熔化:將鋁原料和鎂、硅成分及覆蓋劑在熔煉爐中熔化至700?720°C，然后加入除了鋁、鎂、硅之外的其他合金成分，繼續(xù)升溫至740?750°C，待合金元素全部熔化后得鋁合金熔液；
[0035](2)精煉:將鋁合金熔液的溫度調(diào)整至720?730°C，加入精煉劑進(jìn)行精煉處理，然后升溫至750-760°C，通入氬氣進(jìn)行進(jìn)一步的除氣精煉，精煉后扒渣；
[0036](3)靜置:將精煉后的鋁合金熔液靜置，待鋁合金熔液溫度降至690?710°C;
[0037](4)鑄錠:將經(jīng)步驟(3)處理后的鋁合金熔液通過(guò)鑄造機(jī)進(jìn)行成型鑄造，鑄造過(guò)程中，鑄造速度控制在70?75mm/min，冷卻水水壓控制在0.09?0.14MPa，最終鑄造成直徑為45?55cm、高度為25?30cm的鋁合金錠成品。
[0038]采用上述鋁合金錠，通過(guò)常規(guī)的低壓鑄造法制造鋁合金輪轂，所獲得的鋁合金輪轂成品，在室溫條件下的主要力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度為365MPa，屈服強(qiáng)度為296MPa，延伸率為 15.1%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輪轂專用鋁合金錠，其特征在于: 所述鋁合金錠中各成分的質(zhì)量百分比分別為:Si 1.2?2.0 %、Mn0.05?0.2 %、Cr0.05?0.1%、Mg2.0?2.8%、Cu0.1?0.3%、Zn0.1?0.3%、Ti0.3?0.8%、Sn0.09?0.25%、Zr0.1?0.2%、Er0.1?0.2%、Sr0.1?0.2%，其他金屬及非金屬的雜質(zhì)元素總量不超過(guò)0.5%，其余為Al。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪轂專用鋁合金錠，其特征在于: 所述鋁合金錠中各成分的質(zhì)量百分比分別為:Si 1.7 %、Mn0.12 %、Cr0.08 %、Mg2.5 %、Cu0.2%、Zn0.2%、Ti0.6%、Sn0.18%、Zr0.15%、Er0.15%、Sr0.15%，其他金屬及非金屬的雜質(zhì)元素總量不超過(guò)0.5%,其余為Al。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輪轂專用鋁合金錠的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)熔化:將鋁原料和鎂、硅成分及覆蓋劑在熔煉爐中熔化至700?720°C，然后加入除了鋁、鎂、硅之外的其他合金成分，繼續(xù)升溫至740?750°C，待合金元素全部熔化后得鋁合金熔液； (2)精煉:將鋁合金熔液的溫度調(diào)整至720?730°C，加入精煉劑進(jìn)行精煉處理，然后升溫至750-760°C，通入氬氣進(jìn)行進(jìn)一步的除氣精煉，精煉后扒渣； (3)靜置:將精煉后的鋁合金熔液靜置，待鋁合金熔液溫度降至690?710°C; (4)鑄錠:將經(jīng)步驟(3)處理后的鋁合金熔液通過(guò)鑄造機(jī)進(jìn)行成型鑄造，鑄造過(guò)程中，鑄造速度控制在70?75mm/min，冷卻水水壓控制在0.09?0.1410^，最終鑄造成直徑為45?55cm、高度為25?30cm的鋁合金錠成品。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種輪轂專用鋁合金錠，各成分的質(zhì)量百分比分別為：Si1.2～2.0％、Mn0.05～0.2％、Cr0.05～0.1％、Mg2.0～2.8％、Cu0.1～0.3％、Zn0.1～0.3％、Ti0.3～0.8％、Sn0.09～0.25％、Zr0.1～0.2％、Er0.1～0.2％、Sr0.1～0.2％，其他金屬及非金屬的雜質(zhì)元素總量不超過(guò)0.5％，其余為Al，上述鋁合金錠的制備方法包括熔化、精煉、靜置和鑄造的步驟。本發(fā)明的鋁合金錠，加入了Ti、Zr、Er、Sr等元素可對(duì)鋁合金組織起到變質(zhì)和細(xì)化作用，從而提高了鋁合金的力學(xué)性能，為改善鋁合金輪轂的機(jī)械性能提供了保證。
【IPC分類】C22C1/06, C22C21/08, B22D21/04, C22C21/02, C22C1/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105506411
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510953857
【發(fā)明人】覃銘, 何兵, 楊途才, 古斌
【申請(qǐng)人】百色學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日