CN102268577A - 一种汽车轮毂用铸造铝合金材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种汽车轮毂用铸造铝合金材料,是通过添加微量的Sr和混合稀土Re,及严格控制Fe的含量实施合金化而成的新材料。其化学成分是:Si8.0-12.0wt%,Cu 1.0-3.0wt%,Mg 0.3-0.6wt%,Mn 0.1-0.3wt%,Ti 0.1-0.3wt%,Cr 0.1-0.3wt%,Sr 0.01-0.02wt%,Re 0.1-0.3wt%,Fe≤0.2wt%,Zn≤0.1wt%,不可避免的杂质元素总量不大于0.5wt%,其余为Al。使用该材料生产的汽车轮毂具备较高的强度,以及良好的抗疲劳性、承载力、气密性、抗热裂性和耐蚀性。
Description
技术领域
本发明属有色金属材料领域,特别是涉及一种汽车轮毂用铸造铝合金材料。
背景技术
轮毂作为汽车的关键零部件,已越来越引起人们的关注。由于轮毂不仅支撑汽车的全部重量,而且还要承受汽车转弯时的横向载荷、驱动力和旋转弯矩等,因此轮毂材料需要具备很高的强度、很好的旋转弯曲性能和良好的耐疲劳性能。采用铸造铝合金生产的汽车轮毂,除了能较好的满足这些性能外,还具有品种多样、造型美观、成本较低等优点。
申请号85102456专利所述的“中硅铜镁碲系高强度铸造铝合金”,在ZL111的基础上,采取复合微合金化的技术措施,改善了合金的铸造性能,而且大幅度提高了机械性能,适用于铸造形状结构复杂、承受高载荷和气密性要求高的铸件,是制造汽车轮毂的理想材料。其化学成分含有:Si 8.0-10.0%,Cu1.3-2.0%,Mg 0.4-0.6%,Ti 0.1-0.2%,Te 0.001-0.2%,Fe≤0.3%,Mn≤0.1%,Zn≤0.5%。
上述铸造铝合金材料含硅量较高,虽然有利于提高流动性,但同时容易形成片状的共晶硅;作为有害元素的Fe,其含量控制范围较宽,容易形成针、片状的脆性铁相。它们的存在严重的割裂了铝合金基体,形成材料失效的裂纹源,从而导致合金的强度和塑性大幅度下降。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述现有技术中存在的问题,提供一种汽车轮毂用铸造铝合金材料。使用该材料生产的汽车铝轮毂,除了具备较高的强度、良好的疲劳性能和承载能力外,还具有良好气密性、抗热裂性和耐蚀性。
本发明一种汽车轮毂用铸造铝合金材料,其化学成分为:Si 8.0-12.0wt%,Cu 1.0-3.0wt%,Mg 0.3-0.6wt%,Mn 0.1-0.3wt%,Ti 0.1-0.3wt%,Cr 0.1-0.3wt%,Sr 0.01-0.02wt%,Re 0.1-0.3wt%,Fe≤0.2wt%,Zn≤0.1wt%,不可避免的杂质元素总量不大于0.5wt%,其余为Al。
进一步地,在所述的化学成分中,Ti 0.2-0.3wt%,Cr 0.1-0.2wt%,Fe≤0.1wt%,其余元素含量不变。
进一步地,在所述的化学成分中,Sr 0.01-0.015wt%,Re 0.25-0.3wt%,其余元素含量不变。
进一步地,在所述的化学成分中,Sr 0.015-0.02wt%,Re 0.1-0.25wt%,其余元素含量不变。
本发明与现有技术相比,具备突出的实质性特点和显著的进步:
1.添加微量的元素Sr,对共晶硅进行变质处理,使之由粗大的片状变为细小的纤维状,从而有效的提高合金的力学性能。
2.添加微量的稀土元素Re,与Fe形成复杂相,改善Fe的不利作用,同时还能与S、O、H、N发生亲和作用,消除这些杂质的不利影响,对合金的耐蚀性也有一定程度的提高。
3.添加元素Cr,使粗片状的β相(Al9Fe2Si2)转变为汉字状的α相(Al8Fe2Si),改善了铁相的形成,同时还能形成复杂耐热相,从而提高合金的高温性能。
4.严格控制铝轮毂合金中的含铁量,降低其不利因素。
具体实施方式
根据本发明提供的一种汽车轮毂用铸造铝合金材料,其化学成分为:Si8.0-12.0wt%,Cu 1.0-3.0wt%,Mg 0.3-0.6wt%,Mn 0.1-0.3wt%,Ti 0.1-0.3wt%,Cr 0.1-0.3wt%,Sr 0.01-0.02wt%,Re 0.1-0.3wt%,Fe≤0.2wt%,Zn≤0.1wt%,不可避免的杂质元素总量不大于0.5wt%,其余为Al。
实施例1:
汽车轮毂用铸造铝合金新材料,其化学成分为:Si 8.0-12.0wt%,Cu1.0-3.0wt%,Mg 0.3-0.6wt%,Mn 0.1-0.3wt%,Ti 0.2-0.3wt%,Cr 0.1-0.2wt%,Sr 0.01-0.02wt%,Re 0.1-0.3wt%,主要杂质元素Fe≤0.1wt%,Zn≤0.1wt%,杂质元素总量不大于0.5wt%,其余为Al。
实施例2:
汽车轮毂用铸造铝合金新材料,其化学成分为:Si 8.0-12.0wt%,Cu1.0-3.0wt%,Mg 0.3-0.6wt%,Mn 0.1-0.3wt%,Ti 0.2-0.3wt%,Cr 0.1-0.2wt%,Sr 0.01-0.015wt%,Re 0.25-0.3wt%,主要杂质元素Fe≤0.1wt%,Zn≤0.1wt%,杂质元素总量不大于0.5wt%,其余为Al。
实施例3:
汽车轮毂用铸造铝合金新材料,其化学成分为:Si 8.0-12.0wt%,Cu1.0-3.0wt%,Mg 0.3-0.6wt%,Mn 0.1-0.3wt%,Ti 0.2-0.3wt%,Cr 0.1-0.2wt%,Sr 0.015-0.02wt%,Re 0.1-0.25wt%,主要杂质元素Fe≤0.1wt%,Zn≤0.1wt%,杂质元素总量不大于0.5wt%,其余为Al。
Claims (4)
1.一种汽车轮毂用铸造铝合金材料,其特征在于,其化学成分为:Si8.0-12.0wt%,Cu 1.0-3.0wt%,Mg 0.3-0.6wt%,Mn 0.1-0.3wt%,Ti 0.1-0.3wt%,Cr 0.1-0.3wt%,Sr 0.01-0.02wt%,Re 0.1-0.3wt%,Fe≤0.2wt%,Zn≤0.1wt%,不可避免的杂质元素总量不大于0.5wt%,其余为Al。
2.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂用铸造铝合金材料,其特征在于:所述的化学成分中,Ti 0.2-0.3wt%,Cr 0.1-0.2wt%,Fe≤0.1wt%,其余元素含量不变。
3.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂用铸造铝合金材料,其特征在于:所述的化学成分中,Sr 0.01-0.015wt%,Re 0.25-0.3wt%,其余元素含量不变。
4.根据权利要求1所述的一种汽车轮毂用铸造铝合金材料,其特征在于:所述的化学成分中,Sr 0.015-0.02wt%,Re 0.1-0.25wt%,其余元素含量不变。
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