CN101781723B - 高强度汽车铝合金轮辋材料的制造方法 - Google Patents

高强度汽车铝合金轮辋材料的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种高强度汽车铝合金轮辋材料的制造方法,涉及一种汽车配件材料的制造方法,其步骤包括:备料;熔炼;加入细化剂;成份调整;精炼;浇铸;淬火;时效处理;包装,即制得含Si 0.4~0.8%,Mg 0.8~1.2%,Ti 0.16~0.22%,Zn 0.2~0.3%,Fe0.6~0.8%,Cu 0.15~0.4%,Cr 0.08~0.32%,Mn 0.1~0.2%,RE稀土0.02~0.06%,Zr0.02~0.06%,Sr 0.02~0.06%,余量为Al的高强度汽车铝合金轮辋材料,本发明工艺参数合理,制造方法简单,制造出的铝合金轮辋材料具有强度高、力学性能好等优点,适于在小、中、大型汽车中推广使用。

Description

高强度汽车铝合金轮辋材料的制造方法
【技术领域】:
本发明涉及一种汽车配件材料的制造方法,特别是一种高强度汽车铝合金轮辋材料的制造方法。
【背景技术】:
轮辋是车轮中固定、安装轮胎的部件,属于汽车保安件,轮辋结构有两件式、三件式、四件式、五件式等,最常用的是两件式和三件式。轮辋按其制造材料的不同可分为钢制轮辋和铝合金轮辋,目前国内外一股采用的是钢制轮辋,这些钢制轮辋通过型钢加工或板材滚压的方式制造而成,其主要采用的材料牌号是12LW-GB11262-89、BG380CL等,其中12LW-GB11262-89材料的抗拉强度σb为355~470MPa、延伸率>30%。而铝合金轮辋与钢制轮辋相比,在轻量化、散热性、吸能性、可塑性等方面具有绝对优势。但是,由于现有的大规格(≥19.5英寸)铝合金轮辋主要是由牌号为6061-T6(国内锻铝牌号为LD30)的中等强度铝合金材料锻造、旋压而成,该牌号的铝合金材料经过固溶强化处理后,抗拉强度σb为295MPa左右,只达到钢制轮辋抗拉强度下限的83%左右,与钢制轮辋相比,其强度还有一定差距。因此,现有的铝合金轮辋在重载下易变形,只适于在中、小型汽车中使用,难以在大型汽车中推广使用,其使用范围受到限制。
【发明内容】:
本发明要解决的技术问题是:提供一种高强度汽车铝合金轮辋材料的制造方法,以解决现有铝合金轮辋所存在的力学性能差、使用范围受到限制的不足之处。
本发明解决上述技术问题的基本原理是:本发明是在现有牌号为6061-T6的中等强度铝合金材料的基础上改变其中元素的含量,在不降低锻造性能的情况下,在材料中调剂Ti等元素的含量,适当增加Ti与Al的Ti3Al化合物的比例,使合金的抗拉强度σb在原有基础上提高10%以上,达到钢制轮辋的下限。
此外,由于6061-T6锻造铝合金在固溶时效状态下的可旋性指标值——单道次极限减薄率为:φmax=ψb/(0.17+ψb)×100%=0.25/(0.17+0.25)×100%=60%,它比钢板的单道次极限减薄率70%~80%低,因此,为提高铝合金的力学性能和旋压性能,本发明还适当加入稀土RE、锆(Zr)和锶(Sr)元素。
本发明加入上述稀土RE、锆(Zr)和锶(Sr)元素的作用机理是:
稀土RE元素加入铝合金中,可细化晶粒、防止偏析、去气除杂、净化金属以及改善金相组织等,从而达到提高机械性能、改善物理性能和加工工艺性能的目的。试验表明:铝合金中添加稀土,夹杂物的数量可明显降低,尺寸减小,形状也趋近圆球状,并可细化铸态晶粒;当稀土数量适当时,也可明显细化枝晶组织;稀土还可改善铝合金的流动性,消除针孔、气孔、疏松和偏析等缺陷。变形铝合金添加稀土不仅可以提高强度、硬度和延伸率,还可改善深冲、冷拉或挤压加工等工艺性能,明显提高成品率。
锶(Sr)是表面活性元素,在结晶学上锶能改变金属间化合物相的行为。因此用锶元素进行变重处理能改善合金的塑性加工性和最终产品重量。由于锶的变重有效时间长、效果和再现性好等优点,近年来在Al-Si铸造合金中取代了钠的使用。对挤压用铝合金中加入0.015%~0.03%锶,使铸锭中β-AlFeSi相变成汉字形α-AlFeSi相,减少了铸锭均匀化时间60%~70%,提高材料力学性能和塑性加工性;改善制品表面粗糙度。抗拉强度бb由233MPa提高到239MPa,屈服强度б0.2由204MPa提高到210MPa,延伸率δ5由9%增至12%。在过共晶Al-Si合金中加入锶,能减小初晶硅粒子尺寸,改善塑性加工性能,可顺利地热轧和冷轧。
锆(Zr)元素和铝形成ZrAl3化合物,在合金中弥散分布,阻止位错及晶界的迁移,从而提高再结晶温度,有效阻止再结晶的形核和长大,弥散度超过其他过渡元素形成的铝化物,其形状紧凑,近似球形,经实验证实,含锆的铝合金旋转弯曲疲劳强度б-1最高。
解决上述技术问题的技术方案是:
一种高强度汽车铝合金轮辋材料的制造方法,其特征在于:该制造方法包括以下主要步骤:
A、备料:
按重量百分比准备合金原料:Si0.4~0.8%,Mg 0.8~1.2%,Ti0.1~0.15%,Zn 0.2~0.3%,Fe 0.6~0.8%,Cu 0.15~0.4%,Cr 0.08~0.32%,Mn 0.1~0.2%以及Al-Ti-C细化剂0.33~2%,Al-RE中间合金,Al-Zr中间合金,Al-Sr中间合金和余量的Al;
其中Al-RE中间合金,Al-Zr中间合金和Al-Sr中间合金的重量百分比分别按RE占所有合金原料总重量的0.02~0.06%、Zr占所有合金原料总重量的0.02~0.06%、Sr占所有合金原料总重量的0.02~0.06%备料;
B、熔炼:
将合金原料Si0.4~0.8%,Mg 0.8~1.2%,Ti0.1~0.15%,Zn 0.2~0.3%,Fe 0.6~0.8%,Cu 0.15~0.4%,Cr 0.08~0.32%,Mn 0.1~0.2%以及余量的Al投入熔炉中,加热熔炉,使熔炉内合金原料全部熔为合金溶液;
C、加入细化剂:
a、在熔炉内合金溶液温度达到650~700℃时加入Al-Ti-C细化剂0.33~2%,强力搅拌10~30分钟至混合均匀;
b、分别向合金溶液中加入Al-RE中间合金,Al-Zr中间合金,Al-Sr中间合金,迅速搅拌至均匀混合,使各合金成份温度和熔炉内温度趋于一致;
D、成份调整:
取样检测合金熔液的成份含量,根据设计的成份含量进行调整,直至确认各组成成份符合设计要求,所述设计的成份含量如下:
Si 0.4~0.8%,Mg 0.8~1.2%,Ti 0.16~0.22%,Zn 0.2~0.3%,Fe 0.6~0.8%,Cu 0.15~0.4%,Cr 0.08~0.32%,Mn 0.1~0.2%,RE稀土0.02~0.06%,Zr 0.02~0.06%,Sr 0.02~0.06%,余量为Al;
E、精炼:
在经成份调整后的合金熔液加入精炼剂,除去熔炉内的气体及杂质,撇去合金熔液表面浮渣;
F、浇铸:
将经精炼后的合金溶液在720~740℃浇铸成规定尺寸的锻造圆棒毛坯,以便于锻造时的镦粗和拔长;
G、淬火:
将浇铸成的圆棒毛坯进行淬火处理,淬火温度为540~580℃;
H、时效处理:
将淬火后的圆棒毛坯进行人工时效处理,温度为120~150℃,时间为2~8小时,即制得高强度汽车铝合金轮辋材料,该高强度汽车铝合金轮辋材料中各合金元素的重量百分比含量为:Si0.4~0.8%,Mg 0.8~1.2%,Ti0.16~0.22%,Zn 0.2~0.3%,Fe 0.6~0.8%,Cu 0.15~0.4%,Cr 0.08~0.32%,Mn 0.1~0.2%,RE稀土0.02~0.06%,Zr 0.02~0.06%,Sr 0.02~0.06%,余量为Al;
I、包装:
包装入库待用。
本发明的进一步技术方案是:所述的Al-Ti-C细化剂中,各元素的重量百分比含量为:Ti3~6%,C 0.02~0.5%,余量为Al。
本发明的再进一步技术方案是:所述的Al-RE中间合金为Al-10%RE中间合金,Al-Zr中间合金为Al-10%Zr中间合金,Al-Sr中间合金为Al-10%Sr中间合金。
由于采用上述技术方案,本发明及由本发明制造出的高强度汽车铝合金轮辋材料具有以下有益之处:
1、强度高:
本发明制造出的高强度汽车铝合金轮辋材料的各化学元素中,Mg、Ti、Zn、Cu、Cr、Mn等元素均可起到提高合金强度的作用,其中Ti元素在合金中与Al结合生成的Ti3Al化合物对改善合金的机械性能、提高合金的抗拉强度起到重要的作用。由于现有铝合金轮辋所采用的材料6061-T6是一种铝镁硅系锻造合金,其Ti元素的含量最高仅为0.15%,因此,本发明Ti元素的含量明显高于现有6061-T6的Ti含量,经过试验证明,采用本发明制造出的汽车铝合金轮辋产品经过固溶强化及人工时效处理后,其抗拉强度能提高10%,达到了钢制轮辋抗拉强度下限,完全可克服铝合金轮辋易变形、使用寿命短的不足,从而可提高铝合金轮辋的安全可靠性,使其在中小型车辆适当超载或在大型车辆上使用时也不易变形。
2、力学性能好:
由于现有6061-T6锻造铝合金在固溶强化及时效状态下的可旋性指标值——单道次极限减薄率为:φmax=ψb/(0.17+ψb)×100%=0.25/(0.17+0.25)×100%=60%,它比钢板的单道次极限减薄率70%~80%低;而本发明制造出来的高强度铝合金材料是在现有6061-T6的基础上,添加能提高可旋性指标的RE稀土、Sr合金元素,它既保证了铝合金轮辋原有良好的锻造性能、热塑性能和耐蚀性能,又在细化组织的同时,大大增加了合金的旋压性能,使其完全能达到钢板的可旋压指标值。此外,锆(Zr)元素能和铝形成ZrAl3化合物,在合金中弥散分布,阻止位错及晶界的迁移,从而提高再结晶温度,有效阻止再结晶的形核和长大,弥散度超过其他过渡元素形成的铝化物,其形状紧凑,近似球形,故而含锆的合金疲劳强度最高。
因此,本发明采用的高强度铝合金材料力学性能较好,适合于制造汽车铝合金轮辋产品。
3、使用范围广:
由于本发明所制造出的高强度汽车铝合金轮辋材料的抗拉强度得到明显提高,它即使在较大载荷下也不易变形,因此,本发明的高强度汽车铝合金轮辋材料适合于制造多种尺寸类型的汽车铝合金轮辋产品,使用范围比较广,不仅适于在中、小型汽车中使用,也适于在大型汽车中推广使用。
4、生产成本低:
由于本发明所制造出的高强度汽车铝合金轮辋材料中,未含有任何比较贵重的金属元素,各种元素均在铝合金中应用比较普遍,因此,本发明的生产成本比较低。另外,铸造毛坯的大小按锻件的尺寸控制,可减少下料和出现余料等情况,从而减少工序、消除余料,达到降低成本的目的。
5、细化效果好:
由于铸锭组织对其半成品组织和性能有着遗传性影响,因此铸锭截面上均匀细小晶粒组织是产品获得最佳性能主要因素。而获得此种组织的主要途径有:
①控制凝固时的温度:增大冷却速度与降低浇注温度;
②(静态)细化处理:向熔体中添加少量的特殊物重,促进熔体内部非均重生核。通过向熔体中添加细化剂造成熔体凝固时产生大的形核速率,使结晶组织微细化已成为一种专门技术,在生产中获得了广泛的应用;
国内使用较多的细化剂有AlTi5B,AlTi3B3等,AlTi5B和AlTi3B3作为细化剂,因为硼的加入显著增强了细化效果,但作为Al-Ti-B细化剂中形成核心的TiB2有轻微的聚集倾向,易产生难以克服的缺点;
而本发明采用晶粒细化剂Al-Ti-C,主要优点是TiC具有比TiB2更小的聚集倾向,且不会在合金中遇Cr、Mn等元素时产生“中毒”现象,在相同添加量下其细化效果明显优于AI-Ti-B,理论依据是TiC粒子本身可使α-Al形核,TiC具有与铝相同的面心立方体结构,晶格与Al的非常相近,熔点也非常稳定,因此,其细化效果比较好。
6、工艺参数合理,制造方法简单:
本发明所选择的合金元素成份配比、工艺参数均比较合理,其制造方法也比较简单,能在保证制造出的汽车铝合金轮辋材料具有高强度、力学性能好的同时,有效地节约了生产成本。
下面,结合实施例对本发明之高强度汽车铝合金轮辋材料的制造方法的技术特征作进一步的说明。
【具体实施方式】:
实施例一:
一种高强度汽车铝合金轮辋材料的制造方法,该制造方法包括以下主要步骤:
A、备料:
按重量百分比准备下述合金原料:
Si 0.4%,Mg 0.8%,Ti 0.15%,Zn 0.2%,Fe 0.6%,Cu 0.15%,Cr 0.08%,Mn 0.1%以及Al-Ti-C细化剂0.33%,Al-10%RE中间合金,Al-Zr10%中间合金,Al-10%Sr中间合金和余量的Al;
其中Al-10%RE中间合金,Al-Zr10%中间合金和Al-10%Sr中间合金的重量百分比分别按RE占所有合金原料总重量的0.02%、Zr占所有合金原料总重量的0.02%、Sr占所有合金原料总重量的0.02%备料;
B、熔炼:
将上述合金原料Si0.4%,Mg 0.8%,Ti0.15%,Zn 0.2%,Fe 0.6%,Cu 0.15%,Cr 0.08%,Mn 0.1%和余量的Al投入熔炉中,加热熔炉,使熔炉内合金原料全部熔为合金溶液;
C、加入细化剂:
a、在熔炉内合金溶液温度达到650℃时加入0.33%的Al-Ti-C细化剂,强力搅拌10~30分钟至混合均匀;
b、分别向合金溶液中加入Al-10%RE中间合金,Al-Zr10%中间合金,Al-10%Sr中间合金迅速搅拌至均匀混合,使各合金成份温度和熔炉内温度趋于一致;
D、成份调整:
取样检测合金熔液的成份含量,根据设计的成份进行调整,直至确认各组成成份符合设计要求,所述设计的成份含量如下:
Si 0.4%,Mg 0.8%,Ti 0.16%,Zn 0.2%,Fe 0.6%,Cu 0.15%,Cr 0.08%,Mn 0.1%,RE稀土0.02%,Zr 0.02%,Sr 0.02%,余量为Al;
E、精炼:
在经成份调整后的合金熔液加入精炼剂,除去熔炉内的气体及杂质,撇去合金熔液表面浮渣;
F、浇铸:
将经精炼后的合金溶液在720℃浇铸成圆棒毛坯,以便于锻造时的镦粗和拔长;
G、淬火:
将浇铸成的圆棒毛坯进行淬火处理,淬火温度为540℃;
H、时效处理:
将淬火后的圆棒毛坯经人工时效处理,温度为120℃,时间为6小时;即制得高强度汽车铝合金轮辋材料,该高强度汽车铝合金轮辋材料中各合金元素的重量百分比含量为:Si0.4%,Mg 0.8%,Ti 0.16%,Zn 0.2%,Fe 0.6%,Cu 0.15%,Cr 0.08%,Mn 0.1%,RE稀土0.02%,Zr0.02%,Sr 0.02%,余量为Al;
I、包装:
包装入库待用。
上述的Al-Ti-C细化剂中,各元素的重量百分比含量为:Ti3%,C 0.02%,余量为Al。
上述的稀土RE元素是指镧(La)、钪(Sc)元素。
实施例二:
一种高强度汽车铝合金轮辋材料的制造方法,该制造方法包括以下主要步骤:
A、备料:
按重量百分比准备下述合金原料:
Si 0.6%,Mg 1.0%,Ti 0.12%,Zn 0.25%,Fe 0.7%,Cu 0.28%,Cr 0.25%,Mn 0.15%以及Al-Ti-C细化剂1.0%、Al-10%RE中间合金,Al-Zr10%中间合金,Al-10%Sr中间合金和余量的Al;
其中Al-10%RE中间合金,Al-Zr10%中间合金和Al-10%Sr中间合金的重量百分比分别按RE占所有合金原料总重量的0.04%、Zr占所有合金原料总重量的0.04%、Sr占所有合金原料总重量的0.04%备料;
B、熔炼:
将上述合金原料Si0.6%,Mg 1.0%,Ti0.12%,Zn 0.25%,Fe 0.7%,Cu 0.28%,Cr 0.25%,Mn 0.15%和余量的Al投入熔炉中,加热熔炉,使熔炉内合金原料全部熔为合金溶液;
C、加入细化剂:
a、在熔炉内合金溶液温度达到680℃时加入1.0%的Al-Ti-C细化剂,强力搅拌10~30分钟至混合均匀;
b、分别向合金溶液中加入Al-10%RE中间合金,Al-Zr10%中间合金,Al-10%Sr中间合金迅速搅拌至均匀混合,使各合金成份温度和熔炉内温度趋于一致;
D、成份调整:
取样检测合金熔液的成份含量,根据设计的成份进行调整,直至确认各组成成份符合设计要求,所述设计的成份含量如下:
Si 0.6%,Mg 1.0%,Ti 0.18%,Zn 0.25%,Fe 0.7%,Cu 0.28%,Cr 0.25%,Mn 0.15%,RE0.04%,Zr 0.04%,Sr 0.04%和余量的Al;
E、精炼:
在经成份调整后的合金熔液加入精炼剂,除去熔炉内的气体及杂质,撇去合金熔液表面浮渣;
F、浇铸:
将经精炼后的合金溶液在730℃浇铸成圆棒毛坯,以便于锻造时的镦粗和拔长;
G、淬火:
将浇铸成的圆棒毛坯进行淬火处理,淬火温度为560℃;
H、时效处理:
将淬火后的圆棒毛坯经人工时效处理,温度为135℃,时间为4小时;即制得高强度汽车铝合金轮辋材料,该高强度汽车铝合金轮辋材料中各合金元素的重量百分比含量为:Si0.6%,Mg 1.0%,Ti 0.18%,Zn 0.25%,Fe 0.7%,Cu 0.28%,Cr 0.25%,Mn 0.15%,RE 0.04%,Zr0.04%,Sr 0.04%和余量的Al;
I、包装:
包装入库待用。
上述的Al-Ti-C细化剂中,各元素的重量百分比含量为:Ti6%,C 0.25%,余量为Al。
上述的稀土RE元素是指铈(Ce)、钪(Sc)元素。
实施例三:
一种高强度汽车铝合金轮辋材料的制造方法,该制造方法包括以下主要步骤:
A、备料:
按重量百分比准备合金原料:Si0.8%,Mg1.2%,Ti0.1%,Zn 0.3%,Fe 0.8%,Cu0.4%,Cr 0.32%,Mn 0.2%以及Al-Ti-C细化剂2%,Al-10%RE中间合金,Al-Zr10%中间合金,Al-10%Sr中间合金和余量的Al;
其中Al-10%RE中间合金,Al-Zr10%中间合金和Al-10%Sr中间合金的重量百分比分别按RE占所有合金原料总重量的0.06%、Zr占所有合金原料总重量的0.06%、Sr占所有合金原料总重量的0.06%备料;
B、熔炼:
将合金原料Si0.8%,Mg 1.2%,Ti0.1%,Zn 0.3%,Fe0.8%,Cu0.4%,Cr0.32%,Mn0.2%以及余量的Al投入熔炉中,加热熔炉,使熔炉内合金原料全部熔为合金溶液;
C、加入细化剂:
a、在熔炉内合金溶液温度达到700℃时加入Al-Ti-C细化剂2%,强力搅拌10~30分钟至混合均匀;
b、分别向合金溶液中加入Al-10%RE中间合金,Al-Zr10%中间合金和Al-10%Sr中间合金,迅速搅拌至均匀混合,使各合金成份温度和熔炉内温度趋于一致;
D、成份调整:
取样检测合金熔液的成份含量,根据设计的成份表进行调整,直至确认各组成成份符合设计要求,所述设计的成份含量如下:
Si 0.8%,Mg 1.2%,Ti 0.22%,Zn 0.3%,Fe0.8%,Cu 0.4%,Cr0.32%,Mn0.2%,RE稀土0.06%,Zr 0.06%,Sr 0.06%,余量为Al;
E、精炼:
在经成份调整后的合金熔液加入精炼剂,除去熔炉内的气体及杂质,撇去合金熔液表面浮渣;
F、浇铸:
将经精炼后的合金溶液在740℃浇铸成圆棒毛坯,以便于锻造时的镦粗和拔长;
G、淬火:
将浇铸成的圆棒毛坯进行淬火处理,淬火温度为580℃;
H、时效处理:
将淬火后的圆棒毛坯经人工时效处理,温度为150℃,时间为8小时;即制得高强度汽车铝合金轮辋材料,该高强度汽车铝合金轮辋材料中各合金元素的重量百分比含量为:Si0.8%,Mg 1.2%,Ti 0.22%,Zn 0.3%,Fe0.8%,Cu 0.4%,Cr0.32%,Mn0.2%,RE稀土0.06%,Zr0.06%,Sr 0.06%,余量为Al;
I、包装:
包装入库待用。
上述的Al-Ti-C细化剂中,各元素的重量百分比含量为:Ti6%,C 0.5%,余量为Al。
上述的稀土RE元素是指镨(Pr)、钪(Sc)元素。
作为本实施例一~实施例三的一种变换,所述的各合金原料含量可以增加或减少,一股其取值范围为:Si0.4~0.8%,Mg 0.8~1.2%,Ti0.1~0.15%,Zn 0.2~0.3%,Fe 0.6~0.8%,Cu 0.15~0.4%,Cr 0.08~0.32%,Mn 0.1~0.2%以及Al-Ti-C细化剂0.33~2%,Al-10%RE中间合金(RE占所有合金原料总重量的0.02~0.06%),Al-10%Zr中间合金(Zr占所有合金原料总重量的0.02~0.06%),Al-10%Sr中间合金(Sr占所有合金原料总重量的0.02~0.06%)和余量的Al;
作为本实施例一~实施例三的又一种变换,所述的步骤C中,加入细化剂时合金溶液温度可以取650~700℃中的任一数值;
作为本实施例一~实施例三的又一种变换,所述的步骤F中浇涛温度也可以取720~740℃中的任一数值;
作为本实施例一~实施例三的又一种变换,所述的步骤G中淬火温度也可以取540~580℃中的任一数值;
作为本实施例一~实施例三的又一种变换,所述的步骤H中人工时效温度可以取120~150℃中的任一数值,时间也可以取2~8小时中的任一数值。
作为本实施例一~实施例三的又一种变换,所述的稀土RE元素可以是镧系元素和钪、钇元素中的任一种或任意几种元素的组合。
试验例:为了验证由本发明方法制造出的高强度汽车铝合金轮辋材料的各项机械性能,本发明人随机抽取三个批次的样品并将其经过固溶强化及时效处理后进行试验,其试验结果分别参见附表一,由此可见,本发明方法制造出的高强度汽车铝合金轮辋材料的抗拉强度比现有铝合金轮辋6061-T6的提高了19.7%,可旋性指标值——单道次极限减薄率也增加了5%。
附表一:本发明方法制造出的高强度汽车铝合金轮辋材料
经固溶强化处理后的机械性能一览表
Figure GDA0000020137920000101

Claims (2)

1.一种高强度汽车铝合金轮辋材料的制造方法,其特征在于:该制造方法包括以下主要步骤:
A、备料:
按重量百分比准备合金原料:Si 0.4~0.8%,Mg 0.8~1.2%,Ti 0.1~0.15%,Zn 0.2~0.3%,Fe 0.6~0.8%,Cu 0.15~0.4%,Cr 0.08~0.32%,Mn 0.1~0.2%以及Al-Ti-C细化剂0.33~2%,Al-RE中间合金,Al-Zr中间合金,Al-Sr中间合金和余量的Al;
其中Al-RE中间合金,Al-Zr中间合金和Al-Sr中间合金的重量百分比分别按RE占所有合金原料总重量的0.02~0.06%、Zr占所有合金原料总重量的0.02~0.06%、Sr占所有合金原料总重量的0.02~0.06%备料;
B、熔炼:
将合金原料Si 0.4~0.8%,Mg 0.8~1.2%,Ti 0.1~0.15%,Zn 0.2~0.3%,Fe 0.6~0.8%,Cu 0.15~0.4%,Cr 0.08~0.32%,Mn 0.1~0.2%以及余量的Al投入熔炉中,加热熔炉,使熔炉内合金原料全部熔为合金溶液;
C、加入细化剂:
a、在熔炉内合金溶液温度达到650~700℃时加入Al-Ti-C细化剂0.33~2%,强力搅拌10~30分钟至混合均匀;
b、分别向合金溶液中加入Al-RE中间合金,Al-Zr中间合金,Al-Sr中间合金,迅速搅拌至均匀混合,使各合金成份温度和熔炉内温度趋于一致;
D、成份调整:
取样检测合金熔液的成份含量,根据设计的成份含量进行调整,直至确认各组成成份符合设计的成份含量,所述设计的成份含量如下:
Si 0.4~0.8%,Mg 0.8~1.2%,Ti 0.16~0.22%,Zn 0.2~0.3%,Fe 0.6~0.8%,Cu 0.15~0.4%,Cr 0.08~0.32%,Mn 0.1~0.2%,RE稀土0.02~0.06%,Zr 0.02~0.06%,Sr 0.02~0.06%,余量为Al;
E、精炼:
在经成份调整后的合金熔液加入精炼剂,除去熔炉内的气体及杂质,撇去合金熔液表面浮渣;
F、浇铸:
将经精炼后的合金溶液在720~740℃浇铸成规定尺寸的锻造圆棒毛坯,以便于锻造时的镦粗和拔长;
G、淬火:
将浇铸成的圆棒毛坯进行淬火处理,淬火温度为540~580℃;
H、时效处理:
将淬火后的圆棒毛坯进行人工时效处理,温度为120~150℃,时间为2~8小时,即制得高强度汽车铝合金轮辋材料,该高强度汽车铝合金轮辋材料中各合金元素的重量百分比含量为:Si 0.4~0.8%,Mg 0.8~1.2%,Ti 0.16~0.22%,Zn 0.2~0.3%,Fe 0.6~0.8%,Cu 0.15~0.4%,Cr 0.08~0.32%,Mn 0.1~0.2%,RE稀土0.02~0.06%,Zr 0.02~0.06%,Sr 0.02~0.06%,余量为Al;
I、包装:
包装入库待用;
所述的Al-Ti-C细化剂中,各元素的重量百分比含量为:Ti 3~6%,C 0.02~0.5%,余量为Al。
2.根据权利要求1所述的高强度汽车铝合金轮辋材料的制造方法,其特征在于:所述的Al-RE中间合金为Al-10%RE中间合金,Al-Zr中间合金为Al-10%Zr中间合金,Al-Sr中间合金为Al-10%Sr中间合金。
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