CN101935790A - 高强度的适用于摩托车轮辋的铝合金材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度的适用于摩托车轮辋的铝合金材料，其特征在于：其组分含有以下质量百分比的元素：硅≤0.15；铁≤0.20；铜0.40-1.4；镁1.1-1.6；锰0.10-0.30；锌5.6-6.8；钛0.02-0.08；铬0.10-0.30；锆0.05-0.20；其余为铝。其工艺包括配料—装炉—扒渣—加镁—搅拌—取样—调整成分—精炼—扒渣—精炼—静置—浇铸。本发明的优点是具有很高的强度，良好的延伸率；焊接性能好；化学抛光亮性能良好。

Description

高强度的适用于摩托车轮辋的铝合金材料

技术领域

    本发明涉及一种铝锌铜镁锌系铝合金材料，特别涉及一种适用于摩托车轮辋的高强度的铝合金材料。

背景技术

一般摩托车的主体结构很少使用铝合金材料，但随着技术进步和加工工艺的不断演化成熟，铝合金作为一种替代材料逐渐被更多的厂家使用。就摩托车铝轮辋，在选材上选用的7XXX系合金。

由于7XXX材料由于固相线较低，所以挤压淬火温度低，为了后续的加工，在挤压过程中控制出口温度要低于淬火温度，否则会由于7XXX合金的高合金含量，材料将迅速的自然时效强化，必须在极短的时间，一般在1-2天内完成铝轮辋弯曲、冲孔压窝加工。一旦超过这个时间节点，就必须进行固溶热处理后才能继续加工。若不进行固溶热处理进行加工，在冲孔压窝加工过程中由于塑性不够会产生开裂现象，即使不出现开裂，也会由于塑性的降低导致表面产生橘皮现象，严重影响美观。若重新进行固溶将不可避免的出现成本上升、生产效率低下，同时由于固溶后挤压效应的消失会造成性能下降。

若挤压出口温度低于淬火点温度，使得材料不能充分淬火，就意味着要降低挤压棒材温度，导致挤压压力剧增，挤压速度急剧下降、效率降低，同时容易损坏挤压筒和挤压模具。且由于在挤压过程中没有获得最佳的淬火温度，使得其在其后续加工过程中必须进行固溶才能发挥合金性能。

综上所述，按现有的铝合金材料，不论采用何种工艺，都不可避免的面临生产效率低下，同时不能充分发挥材料性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种高强度、延伸率佳、焊接性能良好的高强度的适用于摩托车轮辋的铝合金材料。

为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种高强度的适用于摩托车轮辋的铝合金材料，其组分含有以下质量百分比的元素：硅≤0.15；铁≤0.20；铜0.40-1.4；镁1.1-1.6；锰0.10-0.30；锌5.6-6.8；钛0.02-0.08；铬0.10-0.30；锆0.05-0.20；其余为铝。

所述的高强度的适用于摩托车轮辋的铝合金材料的熔铸工艺，它包括如下的步骤：

⑴按前述组分比例，除镁元素外配料装炉熔炼，温度为730～760⁰C，时间为3h～3.5h；

⑵按组分比例，向熔炉中加入镁元素，并搅拌，继续熔炼，时间为0.5h，同时扒渣；

⑶精炼，温度为720～750⁰C，时间为15min，同时扒渣；

⑷浇铸：采用钛硼丝在线喂丝细化，温度为700～720⁰C，浇铸速度为110-115mm/min；

⑸均匀化处理，温度为470⁰C，保温时间为10小时；

⑹采用在线水淬进行挤压，挤压出口温度为520～530⁰C。

本发明的优越功效在于：

1）具有很高的强度，良好的延伸率，低自然时效效应；挤压性能好于大部分7XXX系合金。其合金抗拉强度≥430MPa，屈服≥380 MPa，延伸率≥10%；

2）焊接性能好，焊接过程中产生的高温基本没有造成性能下降状况，焊接后的焊缝压缩及90度压缩轮辋直径50%均没有开裂现场；

3）化学抛光亮性能良好，材料经过化学抛光后可以得到光亮的表面，外观美观光泽度良好。

具体实施方式

以下对本发明作进一步的描述。

本发明提供了一种高强度的适用于摩托车轮辋的铝合金材料，其组分含有以下质量百分比的元素：硅≤0.15；铁≤0.20；铜0.40-1.4；镁1.1-1.6；锰0.10-0.30；锌5.6-6.8；钛0.02-0.08；铬0.10-0.30；锆0.05-0.20；其余为铝。

实施例1，本发明提供了一种高强度的适用于摩托车轮辋的铝合金材料，其组分含有以下质量百分比的元素：硅0.11；铁0.15；铜0.5；镁1.35；锰0.13；锌5.9；钛0.06；铬0.13；锆0.09；其余为铝。

实施例2，本发明提供了一种高强度的适用于摩托车轮辋的铝合金材料，其组分含有以下质量百分比的元素：硅0.13；铁0.15；铜1.3；镁1.2；锰0.12；锌6.5；钛0.05；铬0.13；锆0.10；其余为铝。

所述高强度的适用于摩托车轮辋的铝合金材料的熔铸工艺，它包括如下的步骤：

⑴按前述组分比例，除镁元素外配料装炉熔炼，温度为730～760⁰C，时间为3h～3.5h；

⑵按组分比例，向熔炉中加入镁元素，并搅拌，继续熔炼，时间为0.5h，同时扒渣；

⑶精炼，温度为720～750⁰C，时间为15min，同时扒渣；

⑷浇铸：采用钛硼丝在线喂丝细化，温度为700～720⁰C，浇铸速度为110-115mm/min，若发现表面冷隔或出现表面缩孔时，适当调节水压和浇铸速度；

在浇铸过程中可以使用探伤仪进行实时地探伤，便于及时发现意外导致的铝棒中心开裂导致铝棒报废情况发生，同时可以在探伤仪实时探伤的帮助下，通过调整获得最佳的浇铸速度和浇铸温度的匹配数据，从而获得最佳的金相组织；

⑸均匀化处理，温度为470⁰C，保温时间为10小时；消减浇铸过程中的内部应力，减少后续挤压变形抗力。并使合金组织更加均匀，减少合金各项异性；

⑹采用在线水淬进行挤压，挤压出口温度为520～530⁰C，压力控制在180MPa以上，若挤压比较低时，应考虑增压处理，以使其在挤压过程中始终处于较高压状态。由于压力加工状态下，合金不会和固溶热处理在升温过程中产生晶粒的长大。在压力状态下合金晶粒不长大，而挤压出口立即水淬，由于迅速的冷却使得合金的再结晶的状况微乎其微，所以通过挤压状态后材料立即水冷晶粒得到细化，合金塑性提高、合金的各项异性减少，合金性能得到提高。

对二个实施例的材料进行了合金性能的测试，其结果如下表所示：

试验结果证明，该合金是一种良好的适用于铝合金轮辋用的材料性能好，加工性能好的新型合金材料。

Claims (2)

1.一种高强度的适用于摩托车轮辋的铝合金材料，其特征在于：其组分含有以下质量百分比的元素：硅≤0.15；铁≤0.20；铜0.40-1.4；镁1.1-1.6；锰0.10-0.30；锌5.6-6.8；钛0.02-0.08；铬0.10-0.30；锆0.05-0.20；其余为铝。

2.根据权利要求1所述的高强度的适用于摩托车轮辋的铝合金材料的熔铸工艺，它包括如下的步骤：

⑴按前述组分比例，除镁元素外配料装炉熔炼，温度为730～760⁰C，时间为3h～3.5h；

⑵按组分比例，向熔炉中加入镁元素，并搅拌，继续熔炼，时间为0.5h，同时扒渣；

⑶精炼，温度为720～750⁰C，时间为15min，同时扒渣；

⑷浇铸：采用钛硼丝在线喂丝细化，温度为700～720⁰C，浇铸速度为110-115mm/min；

⑸均匀化处理，温度为470⁰C，保温时间为10小时；

⑹采用在线水淬进行挤压，挤压出口温度为520～530⁰C。