高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂及其制備方法，該方法包括：1)將鋁、鎂、鉻、鋅、鈀和銻于850?950℃下進(jìn)行第一熱處理，接著向體系中通入惰性氣體，然后將體系冷卻至660?680℃以制得第一金屬液的工序；2)將錫、銀、鐵、鉬和釔于1150?1200℃下進(jìn)行第二熱處理以制得第二金屬液的工序；3)將第二金屬液加入至第一金屬液中，并且將混合體系的溫度調(diào)節(jié)至960?1000℃以進(jìn)行熔煉，然后向混合體系中加入打渣劑進(jìn)行打渣處理；4)將打渣處理后的混合體系進(jìn)行壓鑄成型、冷卻以制得高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂的工序。通過該方法制得的高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度，尤其是抗沖擊性能。
【專利說明】
高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及鋁合金，具體地，涉及一種高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 輪轂，別名輪圈，即輪胎內(nèi)廓用以支撐輪胎的圓桶形、中心裝配在軸上的部件。常 見的汽車輪轂有鋼質(zhì)輪轂及鋁合金質(zhì)輪轂。鋁合金輪轂具有以下優(yōu)點(diǎn)：美觀大方;輕便、省 油；伸縮率高，彈性好;熱傳導(dǎo)性好;保圓性好，不易變形，適合高速行駛;彈性好，提高車輛 行駛中的平順性，更易于吸收運(yùn)動(dòng)中的振動(dòng)和噪音。但是，鋁合金質(zhì)輪轂?zāi)陀眯圆?，一旦?到堅(jiān)硬物碰撞后變形不能修復(fù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂及其制備方法，通過該方法制得 的高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度，尤其是抗沖擊性能；同時(shí)該制備方法原料 易得、工序簡單、便于廣泛使用。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂的制備方法，該方 法包括：
[0005] 1)將鋁、鎂、鉻、鋅、鈀和銻于850_950°C下進(jìn)行第一熱處理，接著向體系中通入惰 性氣體，然后將體系冷卻至660-680°C以制得第一金屬液的工序；
[0006] 2)將錫、銀、鐵、鉬和釔于1150-1200°c下進(jìn)行第二熱處理以制得第二金屬液的工 序；
[0007] 3)將第二金屬液加入至第一金屬液中，并且將混合體系的溫度調(diào)節(jié)至960_1000°C 以進(jìn)行熔煉，然后向混合體系中加入打渣劑進(jìn)行打渣處理的工序；
[0008] 4)將打渣處理后的混合體系進(jìn)行壓鑄成型、冷卻以制得高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂的 工序。
[0009] 本發(fā)明還提供了一種高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂，該高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂通過上述 的方法制備而得。
[0010]通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的制備方法具體為:首先是將鋁、鎂、鉻、鋅、鈀和 銻熱處理，接著通入惰性氣體并冷卻，這樣在逐漸冷卻的第一金屬液中形成氣體通道;其 次，將錫、銀、鐵、鉬和釔進(jìn)行第二熱處理以制得第二金屬液;再次，將第二金屬液加入至第 一金屬液中，這樣第二金屬液能夠有效地進(jìn)入第一金屬液中的氣體通道中進(jìn)行填充，同時(shí) 通過界面化學(xué)使得兩者能夠完美地結(jié)合;最后，向混合體系中加入打渣劑進(jìn)行打渣處理，將 打渣處理后的混合體系進(jìn)行壓鑄成型、冷卻以制得高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂。該種鋁合金汽 車輪轂的機(jī)械強(qiáng)度高，尤其是抗沖擊性能優(yōu)越，有效地克服了現(xiàn)有技術(shù)中鋁合金質(zhì)輪轂?zāi)?用性差的缺陷，進(jìn)而提高了鋁合金質(zhì)輪轂的適用性。另外，該制備方法原料易得、工序簡單、 便于廣泛使用。
[0011]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0013] 本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂的制備方法，該方法包括：
[0014] 1)將鋁、鎂、鉻、鋅、鈀和銻于850-950°C下進(jìn)行第一熱處理，接著向體系中通入惰 性氣體，然后將體系冷卻至660-680°C以制得第一金屬液的工序；
[0015] 2)將錫、銀、鐵、鉬和釔于1150-1200°C下進(jìn)行第二熱處理以制得第二金屬液的工 序；
[0016] 3)將第二金屬液加入至第一金屬液中，并且將混合體系的溫度調(diào)節(jié)至960_1000°C 以進(jìn)行熔煉，然后向混合體系中加入打渣劑進(jìn)行打渣處理的工序；
[0017] 4)將打渣處理后的混合體系進(jìn)行壓鑄成型、冷卻以制得高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂的 工序。
[0018] 在本發(fā)明中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了提高制得的的鋁合 金汽車輪轂的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)選地，相對(duì)于100重量份的鋁，鎂的用量為0.95-1.35重量份，鉻 的用量為〇. 08-0.28重量份，鋅的用量為1.15-1.65重量份，鈀的用量為0.15-0.40重量份， 銻的用量為〇. 22-0.36重量份，錫的用量為5.50-6.10重量份，銀的用量為0.05-0.12重量 份，鐵的用量為4.00-4.85重量份，鉬的用量為0.05-0.15重量份，釔的用量為0.04-0.08重 量份。
[0019] 在本發(fā)明的工序1)中，第一熱處理的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了 提高制得的的鋁合金汽車輪轂的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)選地，第一熱處理至少滿足以下條件:熱處理 時(shí)間為4_8h，真空度為0.5-0.8MPa。
[0020]在本發(fā)明的工序1)中，惰性氣體的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了提 高制得的的鋁合金汽車輪轂的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)選地，惰性氣體至少滿足以下條件:氣流壓力為 l-1.5MPa，脈沖頻率為15-40KHZ，氣流速度不大于200m/s。
[0021] 在本發(fā)明的工序1)中，惰性氣體的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了提 高制得的的鋁合金汽車輪轂的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)選地，惰性氣體選自氬氣、氦氣、氮?dú)夂湍蕷庵?的一種或多種。
[0022] 在本發(fā)明的工序1)中，冷卻速率可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了提高制得的的 鋁合金汽車輪轂的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)選地，在將體系進(jìn)行冷卻的過程中，冷卻速率為5-15Γ/ min〇
[0023] 在本發(fā)明的工序2)中，第二熱處理的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了 提高制得的的鋁合金汽車輪轂的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)選地，第二熱處理至少滿足以下條件:熱處理 時(shí)間為7-10h，真空度為0.5-0.8MPa。
[0024] 在本發(fā)明的工序3)中，熔煉的時(shí)間可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了提高制得的 的鋁合金汽車輪轂的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)選地，熔煉的時(shí)間為2_4h。
[0025] 在本發(fā)明的工序3)中，打渣處理的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了提 高制得的的鋁合金汽車輪轂的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)選地，打渣處理至少滿足以下條件:打渣溫度為 1150-1200°C，打渣時(shí)間為l_3h。
[0026] 在本發(fā)明的工序3)中，冷卻速率的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了提 高制得的的鋁合金汽車輪轂的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)選地，在將混合體系冷卻的過程中，冷卻速率為 25-35 °C/min。
[0027] 在本發(fā)明的工序3)中，打渣劑的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了提高制得 的的鋁合金汽車輪轂的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)選地，相對(duì)于100重量份的混合體系，打渣劑的用量為 5_8重量份。
[0028] 在本發(fā)明的工序3)中，打渣劑的具體組分可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了提高 制得的的鋁合金汽車輪轂的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)選地，在工序3)中，打渣劑含有二氧化硅、氯化鈉、 硫酸鈉、碳酸鈉、氯化鋅、氟硅酸鈉、蛋白石和白云母。
[0029] 在上述打渣劑中，各組分的具體含量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了提高制得 的的鋁合金汽車輪轂的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)選地，在工序3)中，相對(duì)于100重量份的二氧化硅，氯化 鈉的含量為5-12重量份，硫酸鈉的含量為3-8重量份，碳酸鈉的含量為1.5-4重量份，氯化鋅 的含量為8-13重量份，氟娃酸鈉的含量為1-3重量份，蛋白石的含量為1.5-3.5重量份，白zs： 母的含量為2.5-5重量份。
[0030] 本發(fā)明還提供了一種高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂，該高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂通過上述 的方法制備而得。
[0031 ]以下將通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0032] 制備例1
[0033]將二氧化硅、氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉、氯化鋅、氟硅酸鈉、蛋白石和白云母按照 100:10:5:2:10:2:2 · 5:4的重量比混合制得打渣劑Dl。
[0034] 制備例2
[0035]將二氧化硅、氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉、氯化鋅、氟硅酸鈉、蛋白石和白云母按照 100:5:3:1 · 5:8:1:1 · 5:2 · 5的重量比混合制得打渣劑D2。
[0036] 制備例3
[0037]將二氧化硅、氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉、氯化鋅、氟硅酸鈉、蛋白石和白云母按照 100:12:8:4:13:3:3.5:5的重量比混合制得打渣劑D3。
[0038] 實(shí)施例1
[0039] 1)將鋁、鎂、鉻、鋅、鈀和銻于900°C和真空度為0.7MPa的條件下進(jìn)行第一熱處理 5h，接著向體系中通入惰性氣體(氬氣、氣流壓力為1.3MPa，脈沖頻率為30KHz，氣流速度不 大于200m/s)，然后將體系按照10°C/min的速率冷卻至670°C以制得第一金屬液。
[0040] 2)將錫、銀、鐵、鉬和釔于1180°C和真空度為0.7MPa的條件下進(jìn)行第二熱處理8h以 制得第二金屬液;其中，鋁、鎂、鉻、鋅、鈀、銻、錫、銀、鐵、鉬和釔的重量比為100:1.15:0.12: 1·45:0·30:0·28:5·80:0·09:4·35:0·08:0·07 D
[0041] 3)將上述第二金屬液加入至第一金屬液中，并且將混合體系的溫度調(diào)節(jié)至980°C 以進(jìn)行熔煉3h，然后向混合體系中加入打渣劑Dl(混合體系與打渣劑的重量比為100:7)并 于1180°C進(jìn)行打渣處理2h;
[0042] 4)將打渣處理后的混合體系進(jìn)行壓鑄成型、按照30°C/min的速率冷卻至25°C以制 得高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂Al。
[0043] 實(shí)施例2
[0044] 1)將鋁、鎂、鉻、鋅、鈀和銻于850°C和真空度為0.5MPa的條件下進(jìn)行第一熱處理 4h，接著向體系中通入惰性氣體(氮?dú)狻饬鲏毫镮MPa，脈沖頻率為15KHz，氣流速度不大 于200m/s)，然后將體系按照5°C/min的速率冷卻至660°C以制得第一金屬液。
[0045] 2)將錫、銀、鐵、鉬和釔于1150 °C和真空度為0.5MPa的條件下進(jìn)行第二熱處理7h以 制得第二金屬液;其中，鋁、鎂、鉻、鋅、鈀、銻、錫、銀、鐵、鉬和釔的重量比為100:0.95:0.08: 1.15:0.15：0.22：5.50：0.05：4.00：0.05:0.04〇
[0046] 3)將上述第二金屬液加入至第一金屬液中，并且將混合體系的溫度調(diào)節(jié)至960°C 以進(jìn)行熔煉2h，然后向混合體系中加入打渣劑D2(混合體系與打渣劑的重量比為100:5)并 于1150°C進(jìn)行打渣處理Ih;
[0047] 4)將打渣處理后的混合體系進(jìn)行壓鑄成型、按照25 °C /min的速率冷卻至25 °C以制 得高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂A2。
[0048] 實(shí)施例3
[0049] 1)將鋁、鎂、鉻、鋅、鈀和銻于950°C和真空度為0. SMPa的條件下進(jìn)行第一熱處理 8h，接著向體系中通入惰性氣體(氖氣、氣流壓力為1.5MPa，脈沖頻率為40KHz，氣流速度不 大于200m/s)，然后將體系按照15 °C/min的速率冷卻至680 °C以制得第一金屬液。
[0050] 2)將錫、銀、鐵、鉬和釔于1200°C和真空度為0. SMPa的條件下進(jìn)行第二熱處理IOh 以制得第二金屬液；其中，鋁、鎂、鉻、鋅、鈀、銻、錫、銀、鐵、鉬和釔的重量比為100:1.35: 0.28:1.65:0.40:0.36:6.10:0.12:4.85:0.15:0.08。
[0051 ] 3)將上述第二金屬液加入至第一金屬液中，并且將混合體系的溫度調(diào)節(jié)至1000°C 以進(jìn)行熔煉4h，然后向混合體系中加入打渣劑D3(混合體系與打渣劑的重量比為100:8)并 于1200°C進(jìn)行打渣處理3h;
[0052] 4)將打渣處理后的混合體系進(jìn)行壓鑄成型、按照35°C/min的速率冷卻至25°C以制 得高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂A3。
[0053] 對(duì)比例1
[0054]按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制得鋁合金輪轂Bl，不同的是，步驟1)中未充入惰性氣 體。
[0055] 檢測(cè)例1
[0056] 將上述鋁合金輪轂進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度的檢測(cè)，具體結(jié)果見表1。
[0057] 表 1
[0059] 通過上述實(shí)施例、對(duì)比例和檢測(cè)例可知，本發(fā)明提供的鋁合金汽車輪轂具有優(yōu)異 的機(jī)械強(qiáng)度，尤其是抗沖擊強(qiáng)度。
[0060] 以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中 的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這 些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0061] 另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛 盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可 能的組合方式不再另行說明。
[0062] 此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本 發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂的制備方法，其特征在于，包括： 1) 將鋁、鎂、鉻、鋅、鈀和銻于850-950°C下進(jìn)行第一熱處理，接著向體系中通入惰性氣 體，然后將體系冷卻至660-680 °C以制得第一金屬液的工序； 2) 將錫、銀、鐵、鉬和釔于1150-1200 °C下進(jìn)行第二熱處理以制得第二金屬液的工序； 3) 將所述第二金屬液加入至所述第一金屬液中，并且將混合體系的溫度調(diào)節(jié)至960-1000°C以進(jìn)行熔煉，然后向所述混合體系中加入打渣劑進(jìn)行打渣處理的工序； 4) 將打渣處理后的混合體系進(jìn)行壓鑄成型、冷卻以制得高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂的工 序。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，相對(duì)于100重量份的鋁，所述鎂的用量為 0.95-1.35重量份，所述鉻的用量為0.08-0.28重量份，所述鋅的用量為1.15-1.65重量份， 所述鈀的用量為0.15-0.40重量份，所述銻的用量為0.22-0.36重量份，所述錫的用量為 5.50-6.10重量份，所述銀的用量為0.05-0.12重量份，所述鐵的用量為4.00-4.85重量份， 所述鉬的用量為〇. 05-0.15重量份，所述釔的用量為0.04-0.08重量份。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其中，在工序1)中，所述第一熱處理至少滿足以 下條件:熱處理時(shí)間為4-8h，真空度為0.5-0.8MPa。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其中，在工序1)中，所述惰性氣體至少滿足以下條 件:氣流壓力為1-1.5MPa，脈沖頻率為15-40KHZ，氣流速度不大于200m/s。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中，在工序1)中，在將所述體系進(jìn)行冷卻的過程 中，冷卻速率為5-15°C/min。6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其中，在工序2)中，所述第二熱處理至少滿足以 下條件:熱處理時(shí)間為7-10h，真空度為0.5-0.8MPa。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其中，在工序3)中，所述熔煉的時(shí)間為2-4h; 優(yōu)選地，在工序3)中，所述打渣處理至少滿足以下條件:打渣溫度為1150-1200 °C，打渣 時(shí)間為l_3h; 更優(yōu)選地，在將所述混合體系冷卻的過程中，冷卻速率為25-35°C/min。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其中，在工序3)中，相對(duì)于100重量份的所述混合體 系，所述打渣劑的用量為5-8重量份； 優(yōu)選地，所述打渣劑含有二氧化硅、氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉、氯化鋅、氟硅酸鈉、蛋白石 和白75Γ母； 更優(yōu)選地，相對(duì)于100重量份的所述二氧化硅，所述氯化鈉的含量為5-12重量份，所述 硫酸鈉的含量為3-8重量份，所述碳酸鈉的含量為1.5-4重量份，所述氯化鋅的含量為8-13 重量份，所述氟娃酸鈉的含量為1-3重量份，所述蛋白石的含量為1.5-3.5重量份，所述白云 母的含量為2.5-5重量份。9. 一種高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂，其特征在于，所述高強(qiáng)度鋁合金汽車輪轂通過權(quán)利要 求1-8中任意一項(xiàng)所述的方法制備而得。
【文檔編號(hào)】C22C21/00GK106086482SQ201610424510
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日 公開號(hào)201610424510.0, CN 106086482 A, CN 106086482A, CN 201610424510, CN-A-106086482, CN106086482 A, CN106086482A, CN201610424510, CN201610424510.0
【發(fā)明人】倪勤松, 王軍
【申請(qǐng)人】蕪湖黃燕實(shí)業(yè)有限公司