CN103146961A - 汽车轮毂用合金锭及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车轮毂专用合金锭，组分如下：硅Si6.8～7.2%，镁Mg0.28～0.33%，钛Ti0.10～0.15%，锶Sr0.015～0.030%,铁Fe≤0.10%，锰Mn≤0.05%，锌Zn＜0.01%，铜Cu＜0.01%，钙Ca＜0.003%，磷P＜0.002%，其他单个杂质含量＜0.02%，杂质总含量＜0.1%，余量为铝。本发明汽车轮毂专用合金锭生产方法如下：加入3303工业金属硅和电解铝液配料，适温下加热熔化，撒入覆盖剂减少氧化造渣，搅拌使工业金属硅快速熔化并保持温度均匀，扒渣保持熔体的清洁，采用高纯N₂与精炼喷粉剂来喷粉精炼，熔炼炉温度控制在740～750℃，所得铝水中加入Al-Sr合金后，再次采用喷粉精炼法进行二次除气除渣，过滤除渣，铸造符合要求的合金锭。本发明所得产品成分稳定均匀、组织致密、表面干净，是生产低铁高端汽车轮毂用A356.2合金锭的最佳生产方法。

Description

汽车轮毂用合金锭及其生产方法

技术领域：

本发明涉及一种汽车轮毂用合金棒合金材料的组成成分及其生产方法，用于生产低铁高端汽车轮毂用合金锭。

背景技术：

铸造合金锭是生产汽车轮毂的主要基础材料，经过原铝合金化形成铸造合金锭后，通过再熔化、压铸等工艺成型，其产品要求Fe含量小于0.1%，表面干净、组织致密、无气孔、沙眼、夹杂物等缺陷。 

随着全球汽车轻量化进程的加快，国际汽车市场竞争日趋激烈，节能化、轻量化成为我国汽车工业发展的必然趋势，其发展速度很快，市场前景广阔。目前轻合金的汽车轮毂以铝合金轮毂为主，且工艺也取得了较大进步，但从国内合金锭供应厂家的质量分析来看，普遍存在质量较差且不稳定现象，主要表现在合金成分的不稳定，伴有组织粗大、夹渣等缺陷，导致轮毂的机械性能（拉伸、延伸率、硬度等）以及表面质量达不到用户及市场要求，从而给供需双方造成极大的经济损失。一般汽车铝轮毂主要使用Al-Si系A356.2铸造合金，其中Si含量为7～13﹪，Fe≤0.10﹪,且为了提高性能，添加Mg、Mn、Cu等合金元素，元素控制种类较多，且要求较为严格，这是造成许多厂家难以稳定生产的原因。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有生产工艺的不足，提供一种成分稳定均匀、组织致密、表面干净的汽车轮毂用合金锭及其生产方法，来满足市场以及企业的需求。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种汽车轮毂用合金锭，该汽车轮毂用合金锭的组成成分按重量百分比为：硅Si6.8～7.2%，镁Mg0.28～0.33%，钛Ti0.10～0.15%，锶Sr0.015～0.030%,铁Fe≤0.10%，锰Mn≤0.05%，锌Zn＜0.01%，铜Cu＜0.01%，钙 Ca＜0.003%，磷P＜0.002%，其他单个杂质含量＜0.02%，杂质总含量＜0.1%，余量为铝。

上面所述的汽车轮毂用合金锭的生产方法，其具体工艺流程如下：

A、先加入3303工业金属硅和电解铝液配料，其中：电解铝液占配料重量份的90%,3303工业金属硅占配料重量份的10%，电解铝液中铁含量Fe≤0.08%；

B、在850～900℃温度条件下加热熔化；

C、撒入适量覆盖剂来减少氧化造渣；

D、搅拌使工业金属硅快速熔化并保持温度均匀；

E、扒渣来保持熔体的清洁；

F、取样化验：使用光谱仪快速进行炉前化学成分分析；

G、成分调整——补料或冲淡，使原料化学成分按重量百分比达到下列要求：

硅Si6.8～7.2%，镁Mg0.28～0.33%，钛Ti0.10～0.15%，锶Sr0.015～0.030%,铁Fe≤0.10%，锰Mn≤0.05%，锌Zn＜0.01%，铜Cu＜0.01%，钙 Ca＜0.003%，磷P＜0.002%，其他单个杂质含量＜0.02%，杂质总含量＜0.1%，余量为铝Al；

H、熔炼炉内熔体处理：采用无污染的高纯N₂与适量精炼喷粉剂来喷粉精炼30～60min，进行除气除渣；

I、熔炼炉温度控制在740～750℃；

J、将所得铝水导入到静置炉中，再加入Al-Sr合金，所加Al-Sr合金的重量为炉内铝液重量的0.4%，搅拌均匀后，采用无污染的高纯N₂与适量精炼喷粉剂来喷粉精炼30～60min，进行二次除气除渣；

K、过滤除渣，铸造合金锭，铸造温度640～680℃，铸造速度120～140mm/min，冷却水温35～45℃；

L、检验成品是否符合标准，要求合金锭针孔低倍检查级别应不大于JB/T 7946.3-1999规定的2级，当针孔度为2级时，晶粒度应不大于2级；

M、将符合要求的合金锭锯切成客户所需长度、打包、检验、入库、出厂。

在步骤“C”中，所述的覆盖剂为氯化钾、氯化钠和氟铝酸钠的混合物，其中氯化钠的重量百分比为40～50%，氟铝酸钠的重量百分比为18～23%，余量为氯化钾。

在步骤“G”中，所述的成分调整需用合金要求：硅为含量Si≥99%的工业金属硅，镁为含量Mg≥99.9%的纯镁锭；钛为Ti含量5%的钛块；锶为含量为10%的Al-Sr合金。

在步骤“H”和“J”中，所述的高纯N₂的纯度为99.995%以上；喷粉精炼剂为氯化钾、氯化钠和氟铝酸钠的混合物，其中氯化钠的重量百分比为45～55%，氟铝酸钠的重量百分比为4～8%，余量为氯化钾。

本发明生产出来的汽车轮毂用合金锭成品的各种参数如下：

合金成分：Fe≤0.1%；

合金状态：F状态；

产品规格：Φ90mm*700mm的方形锭；

尺寸允许偏差：长度公差±20mm；

针孔低倍：不大于JB/T 7946.3-1999规定的2级；

表面质量要求：不允许有霉斑、熔渣及外来夹杂物；

断面质量要求：断口应致密，不得有缩孔、熔渣及非金属夹杂物；

晶粒度要求：不大于GB/T 3246.2-2000规定的2级；

本发明能产生的积极效果是：

1、使用高品质低铁铝水（Fe≤0.1%）,较低的杂质Fe含量有利于减少Si和Fe在铝中形成的二元、三元化合物，减少裂纹倾向和形成共晶偏析等。

2、采用低温铸造，有利于除气、除渣、减少金属烧损、节省能耗、提高铸造速度、减少合金偏析等。

3、采用静置炉加入Al-Sr合金元素，有利于提高对铸造产品晶粒的变质效果，获得较好的机械性能。

4、采用高纯氮气加精炼喷粉剂进行喷粉精来炼对铝熔体进行除气除渣精炼，优越于传统的四氯化碳精炼。

5、在铸造时对铝液进行过滤除渣，有利于铝液纯度的提高，减少产品夹渣现象的发生。

6、本发明所生产出来的汽车轮毂用合金锭，成分稳定均匀，组织致密，表面干净，是生产低铁高端汽车轮毂用A356.2合金锭的最佳生产方法。

7、经本发明生产方法所生产出来的产品规格为Φ90mm*700mm的方形锭，为低铁高端汽车轮毂用A356.2合金锭，由于本发明采用低温铸造，其组织更加均匀，表面更加干净，优于其它厂家生产的扁形合金锭，专用于国外高档汽车轮毂的生产。

具体实施方式：

实施例：一种汽车轮毂用合金锭，其组成成分按重量百分比为：硅Si6.8～7.2%，镁Mg0.28～0.33%，钛Ti0.10～0.15%，锶Sr0.015～0.030%,铁Fe≤0.10%，锰Mn≤0.05%，锌Zn＜0.01%，铜Cu＜0.01%，钙 Ca＜0.003%，磷P＜0.002%，其他单个杂质含量＜0.02%，杂质总含量＜0.1%，余量为铝。

上面所述的汽车轮毂用合金锭的生产方法，其具体工艺流程如下：

A、先加入3303工业金属硅和电解铝液配料，其中：电解铝液占配料重量份的90%,3303工业金属硅占配料重量份的10%，电解铝液中铁含量Fe≤0.08%；

B、在850～900℃温度条件下加热熔化；

C、撒入适量覆盖剂来减少氧化造渣；

D、搅拌使工业金属硅快速熔化并保持温度均匀；

E、扒渣来保持熔体的清洁；

F、取样化验：使用光谱仪快速进行炉前化学成分分析；

G、成分调整——补料或冲淡，使原料化学成分按重量百分比达到下列要求：

硅Si6.8～7.2%，镁Mg0.28～0.33%，钛Ti0.10～0.15%，锶Sr0.015～0.030%,铁Fe≤0.10%，锰Mn≤0.05%，锌Zn＜0.01%，铜Cu＜0.01%，钙 Ca＜0.003%，磷P＜0.002%，其他单个杂质含量＜0.02%，杂质总含量＜0.1%，余量为铝Al；

H、熔炼炉内熔体处理：采用无污染的高纯N₂与适量精炼喷粉剂来喷粉精炼30～60min，进行除气除渣；

I、熔炼炉温度控制在740～750℃；

J、将所得铝水导入到静置炉中，再加入Al-Sr合金，所加Al-Sr合金的重量为炉内铝液重量的0.4%，搅拌均匀后，采用无污染的高纯N₂与适量精炼喷粉剂来喷粉精炼30～60min，进行二次除气除渣；

K、过滤除渣，铸造合金锭，铸造温度640～680℃，铸造速度120～140mm/min，冷却水温35～45℃；

L、检验成品是否符合标准，要求合金锭针孔低倍检查级别应不大于JB/T 7946.3-1999规定的2级，当针孔度为2级时，晶粒度应不大于2级；

M、将符合要求的合金锭锯切成客户所需长度、打包、检验、入库、出厂。

在步骤“C”中，所述的覆盖剂为氯化钾、氯化钠和氟铝酸钠的混合物，其中氯化钠的重量百分比为40～50%，氟铝酸钠的重量百分比为18～23%，余量为氯化钾。

在步骤“G”中，所述的成分调整需用合金要求：硅为含量Si≥99%的工业金属硅，镁为含量Mg≥99.9%的纯镁锭；钛为Ti含量5%的钛块；锶为含量为10%的Al-Sr合金。

在步骤“H”和“J”中，所述的高纯N₂的纯度为99.995%以上；喷粉精炼剂为氯化钾、氯化钠和氟铝酸钠的混合物，其中氯化钠的重量百分比为45～55%，氟铝酸钠的重量百分比为4～8%，余量为氯化钾。

经上述生产方法所生产出来的产品规格为Φ90mm*700mm的方形锭，由于本发明采用低温铸造，其组织更加均匀，表面更加干净，优于其它厂家生产的扁形合金锭，专用于国外高档汽车轮毂的生产。

Claims (5)

1.一种汽车轮毂用合金锭，其特征在于：该汽车轮毂用合金锭的组成成分按重量百分比为：硅Si6.8～7.2%，镁Mg0.28～0.33%，钛Ti0.10～0.15%，锶Sr0.015～0.030%,铁Fe≤0.10%，锰Mn≤0.05%，锌Zn＜0.01%，铜Cu＜0.01%，钙 Ca＜0.003%，磷P＜0.002%，其他单个杂质含量＜0.02%，杂质总含量＜0.1%，余量为铝。

2.权利要求1所述的汽车轮毂用合金锭的生产方法，其具体工艺流程如下：

A、先加入3303工业金属硅和电解铝液配料，其中：电解铝液占配料重量份的90%,3303工业金属硅占配料重量份的10%，电解铝液中铁含量Fe≤0.08%；

B、在850～900℃温度条件下加热熔化；

C、撒入适量覆盖剂来减少氧化造渣；

D、搅拌使工业金属硅快速熔化并保持温度均匀；

E、扒渣来保持熔体的清洁；

F、取样化验：使用光谱仪快速进行炉前化学成分分析；

G、成分调整——补料或冲淡，使原料化学成分按重量百分比达到下列要求：

硅Si6.8～7.2%，镁Mg0.28～0.33%，钛Ti0.10～0.15%，锶Sr0.015～0.030%,铁Fe≤0.10%，锰Mn≤0.05%，锌Zn＜0.01%，铜Cu＜0.01%，钙 Ca＜0.003%，磷P＜0.002%，其他单个杂质含量＜0.02%，杂质总含量＜0.1%，余量为铝Al；

H、熔炼炉内熔体处理：采用无污染的高纯N₂与适量精炼喷粉剂来喷粉精炼30～60min，进行除气除渣；

I、熔炼炉温度控制在740～750℃；

J、将所得铝水导入到静置炉中，再加入Al-Sr合金，所加Al-Sr合金的重量为炉内铝液重量的0.4%，搅拌均匀后，采用无污染的高纯N₂与适量精炼喷粉剂来喷粉精炼30～60min，进行二次除气除渣；

K、过滤除渣，铸造合金锭，铸造温度640～680℃，铸造速度120～140mm/min，冷却水温35～45℃；

L、检验成品是否符合标准，要求合金锭针孔低倍检查级别应不大于JB/T 7946.3-1999规定的2级，当针孔度为2级时，晶粒度应不大于2级；

M、将符合要求的合金锭锯切成客户所需长度、打包、检验、入库、出厂。

3.根据权利要求2所述的汽车轮毂用合金锭的生产方法，其特征在于：在步骤“C”中，所述的覆盖剂为氯化钾、氯化钠和氟铝酸钠的混合物，其中氯化钠的重量百分比为40～50%，氟铝酸钠的重量百分比为18～23%，余量为氯化钾。

4.根据权利要求2所述的汽车轮毂用合金锭的生产方法，其特征在于：在步骤“G”中，所述的成分调整需用合金要求：硅为含量Si≥99%的工业金属硅，镁为含量Mg≥99.9%的纯镁锭；钛为Ti含量5%的钛块；锶为含量为10%的Al-Sr合金。

5.根据权利要求2所述的汽车轮毂用合金锭的生产方法，其特征在于：在步骤“H”和“J”中，所述的高纯N₂的纯度为99.995%以上；喷粉精炼剂为氯化钾、氯化钠和氟铝酸钠的混合物，其中氯化钠的重量百分比为45～55%，氟铝酸钠的重量百分比为4～8%，余量为氯化钾。