CN104152758A - 一种汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺，包括以下步骤：（1）铸造铝合金铸锭；（2）切毛料，均质处理，（3）挤压空心型材；（4）空心型材张力拉伸后进行时效处理；（5）空心型材取样、检查、包装。本发明生产的高强汽车减震器型材，生产效率高、组织均匀，强度及塑性满足欧洲标准。

Description

一种汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺

技术领域

本发明涉及一种铝合金型材生产工艺领域，特别是涉及一种汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺。 

背景技术

随着世界性机械制造业技术的快速发展，汽车制造业对新技术、新材料、新工艺、新产品材料要求越来越高，对高强汽车减震器空心型材的需求量越来越大，目前国产汽车减震器存在强度不够，特别是屈服强度不高，塑性不好，在颠簸路面减震效果较差，但是，一种材料强度与塑性同时提高是很难的，如何从材料配比上、制造工艺上同时调整，能够生产汽车减震器用高强铝合金空心型材，从而达到取代进口减震器产品目的，是本发明要解决的问题。 

发明内容

本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺。该工艺生产出的空心型材抗拉强度可达280MPa以上，屈服强度可达250MPa以上，伸长率可达8%以上，生产效率提高15.7%，可以有效解决大量生产、交货问题，适于工业化生产。

本发明的一种汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺技术方案为，包括以下工艺步骤：

（1）铸造铝合金铸锭，铝合金铸锭中元素的质量百分比如下：Si为0.50%～0.9%，Fe为≤0.35%，Cu为≤0.3%，Mn 为≤0.50%，Mg为0.40%～0.7%，Zn为≤0.20%，Ti为≤0.10%，Cr为≤0.30%，单个杂质≤0.05%，合计杂质≤0.15%，其余为Al；

（2）切毛料，均质处理，

（3）挤压空心型材；

（4）空心型材张力拉伸后进行时效处理；

（5）空心型材取样、检查、包装。

步骤（1）中铸造的铝合金铸锭为六系铝合金圆铸锭，规格为Φ320mm×4000mm或规格为Φ380mm×4000mm。

步骤（2）中，切毛料具体为：铝合金圆铸锭车皮、切头、切尾、取低倍、化学成分，检验合格切毛料，毛料规格为：Φ308mm×1200mm或Φ368mm×1450mm。

步骤（2）中，均质处理具体为：毛料均质，加热温度：550～560℃，保温9小时以上。

步骤（2）中，均质处理保温结束后冷却，冷却方式：风冷＋水冷降温至室温。

步骤（3）中，挤压空心型材具体步骤为，挤压在36MN或55MN挤压机上进行，挤压温度500-535℃，挤压速度3±0.5m/min.

步骤（3）中，挤压空心型材结束后，进行淬火，淬火温度500±5℃，淬火速度300℃～380℃/分。

步骤（3）中空心型材张力拉伸后进行时效处理，拉伸率1.0～3.0%，时效温度155-185℃，金属保温8-14小时，出时效炉。

以上工艺生产的空心型材抗拉强度可达280MPa以上，屈服强度可达250MPa以上，伸长率可达8%以上。

所述的一种汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺具体是按以下步骤实现：

（1）铸造的铝合金为六系铝合金圆铸锭，根据6005A、6005合金化学成分及进口汽车减震器型材化学成分分析，确定高强汽车减震器铝合金铸锭中元素的质量百分比如下：Si为0.80%～0.85%，Fe为≤0.30%，Cu为≤0.1%，Mn 为0.06～0.09%，Mg为0.60%～0.68%，Zn为≤0.10%，Ti为≤0.10%，Cr为0.06～0.10%，单个杂质≤0.05%，合计杂质≤0.15%，其余为Al；铸锭规格为Φ320mm×4000mm或规格为Φ380mm×4000mm。熔炼六系铝合金圆铸锭时要求计算配料、液体扒渣、除气，铸造时要求过滤。

（2）将规格为Φ320mm×4000mm或规格为Φ380mm×4000mm六号铝合金圆铸锭车皮、切头、切尾、取低倍、化学成分，低倍和化学成分合格后切毛料，毛料规格为Φ308mm×1200mm或规格为Φ368mm×1450mm；

毛料均质，加热温度：550～560℃，保温9小时以上，冷却方式：风冷＋水冷降温。

（3）将制备的六号铝合金圆铸锭加热到500-530℃，迅速装入挤压筒，挤压速度3±0.5m/min，淬火温度500±5℃，淬火速度350℃～380℃/分。

（4）淬火后，将型材张力拉伸，拉伸率1.4～1.6%，再进行时效处理；

时效：时效温度160-180℃，金属保温8-10小时，出时效炉。

（5）将时效出炉的理化试验料，按照合同规定的验收标准及图纸规定的取样位置，取理化试样，各项检测指标符合国标，全部理化试验检测合格后，将高强汽车减震器型材表面检查、尺寸检查，检查合格的型材包装。

本发明的有益效果为：本发明提供了批量生产汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺的技术方案，该工艺生产出的空心型材产品各项性能指标达到欧洲标准，抗拉强度可达280MPa以上，屈服强度可达250MPa以上，伸长率可达8%以上，国家标准为：抗拉强度为≥270MPa，屈服强度为≥225MPa，伸长率≥8%标准水平，根据以上数据，可知，本发明的产品屈服强度明显高出国家标准，伸长率不变，使强度及塑性得到同步提升。生产效率提高15.7%，可以有效解决大量生产、交货问题，适于工业化生产。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案。

实施例１

所述的一种汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺，具体步骤为：

（1）铸造铝合金铸锭，铝合金铸锭中元素的质量百分比如下：Si为0.83%，Fe为0.27%，Cu为0.08%，Mn 为0.09%，Mg为0.57%，Zn为0.06%，Ti为0.065%，Cr为0.085%，单个杂质≤0.05%，合计杂质≤0.15%，其余为Al；铸造的铝合金为六系铝合金圆铸锭，规格为规格为Φ320mm×4000mm或规格为Φ380mm×4000mm。熔炼六系铝合金圆铸锭时要求计算配料、液体扒渣、除气，铸造时要求过滤。

（2）将规格为Φ320mm×4000mm或规格为Φ380mm×4000mm六号铝合金圆铸锭车皮、切头、切尾、取低倍、化学成分，低倍和化学成分合格切毛料，毛料规格为Φ308mm×1200mm或规格为Φ368mm×1450mm；

毛料均质，加热温度：560℃，保温10小时以上，冷却方式：风冷＋水冷降温。

（3）将制备的六号铝合金圆铸锭加热到520℃，迅速装入挤压筒，挤压速度3.5m/min，淬火温度517℃，淬火速度360℃～380℃/分。

（4）将淬火后的汽车减震器空心型材张力拉伸，拉伸率1.6%，再进行时效处理；

时效：时效温度165℃，金属保温10小时，出时效炉。

（5）将时效出炉的理化试验料，按照合同规定的验收标准及图纸规定的取样位置，取理化试样，各项检测指标符合国标，全部理化试验检测合格后，将高强汽车减震器型材表面检查、尺寸检查，检查

合格的型材包装。空心型材抗拉强度为285MPa～343 MPa，屈服强度为252MPa～329MPa，伸长率10.5～16.4%。国家标准为：抗拉强度为≥270MPa，屈服强度为≥225MPa，伸长率≥8%。欧洲标准为：抗拉强度为≥280MPa，屈服强度为≥250MPa，伸长率≥8%。

实施例2

本实施例与实施例1不同的是，步骤一中采用的六号铝合金圆铸锭，所用的铝合金铸锭中元素的质量百分比Si为0.84%，Fe为0.27%，Cu为0.08%，Mn 为0.09%，Mg为0.57%，Zn为0.06%，Ti为0.065%，Cr为0.085%，单个杂质≤0.05%，合计杂质≤0.15%，其余为Al；其他步骤及参数与实施例1相同。具体成分分析请见表1所示:

表1

配料计算以步骤一的中线为基础，以确保铸锭成分控制在标准范围内；在融化后一次扒渣、熔炼炉精炼后一次扒渣、保温炉精炼后一次扒渣；熔炼炉精炼后一次除气、保温炉精炼后一次除气，保温炉精炼后在进行一次除气机除气。精炼程度达到一级氧化膜要求，没有金属与非金属化合物偏析，保证熔体质量，这样确定合金元素的含量，可以使6005A合金的强化效果加强，并提高力学性能，成分范围比较窄，避免由于化学成分过大波动引起内部组织不均匀及力学性能散差过大；Fe在此合金中添加较多，使Fe与Mg、Si形成强化相，但Fe形成的强化相易发生晶间腐蚀，Mn在此合金中为主要添加元素，主要是为中和多余的Fe,从而减少Fe的不良影响，并细化晶粒，加入Cu元素，控制在标准的上线，少量的Cu与主要强化成分Si、Mg结合，使力学性能显著提高，可使力学性能接近硬铝的性能，加入Ti、Cr与Mn共同细化晶粒，可使组织均匀，按照上述原则配制的化学成分，使高强汽车减震器型材合格率稳定在90%以上。

实施例3

本实施方式与具体实施方式一至二之一不同的是，毛料均质，加热温度： 560℃，保温10小时以上，冷却方式：风冷至200℃后加水冷至室温，低倍检查氧化膜，检查化合物偏析，满足一级氧化膜要求，其他步骤及参数与实施例1相同。均火制度中冷却方式为大风冷却至200℃加水冷降温，实现快速冷却，保证强化元素最大程度固溶，减少工序等待时间在24小时以上，提高生产效率，并且高强减震器型材加工成型后表面经各种氧化或涂层处理后光泽美观、无暗纹、暗线，既保证使用性能又提高审美感；低倍检查氧化膜可以保证铸锭内部质量，防止因氧化膜引起的型材强度降低。

实施例4

本实施例与实施例1不同的是，步骤（2）中挤压过程中，铸锭加热温度530℃，迅速装入挤压筒，挤压速度2.5M/min，保证淬火温度520℃，喷水冷却，淬火速度370℃，其他步骤及参数与具体实施例1相同。汽车减震器为空心型材，高温慢速可以保证焊合质量，经多次试验，铸锭加热温度在530℃及以上时，挤压速度2.5M/min，焊合质量好，6005A合金元素较多，对淬火敏感性较大，必须保证淬火温度520℃，并快速冷却，冷却速度保证350℃/分以上，这样可以使汽车减震器型材组织均匀，达到强度高、塑性好、焊合好的目的。

实施例5

本实施例与实施例1不同的是，将型材张力拉伸，拉伸率1.5%，然后时效，时效温度170℃，金属保温9小时，出时效炉，其他步骤及参数与实施例1相同。张力拉伸控制在1.5%，既可以消除淬火应力又控制在不使内部组织粗化。

实施例6

本实施例与实施例1不同的是，低倍检查氧化膜和化合物偏析，各项检测指标符合欧洲标准，其他步骤及参数与实施例1一相同。

现有挤压材料不检查氧化膜和化合物偏析，重要件并且简单截面做探伤，此减速器截面复杂，不能探伤，因此增加低倍检查氧化膜和化合物偏析，目的是为了保证冶金组织质量。

Claims (9)

1.一种汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺，其特征在于，包括以下工艺步骤：

（1）铸造铝合金铸锭，铝合金铸锭中元素的质量百分比如下：Si为0.50%～0.9%，Fe为≤0.35%，Cu为≤0.3%，Mn 为≤0.50%，Mg为0.40%～0.7%，Zn为≤0.20%，Ti为≤0.10%，Cr为≤0.30%，单个杂质≤0.05%，合计杂质≤0.15%，其余为Al；

（2）切毛料，均质处理，

（3）挤压空心型材；

（4）空心型材张力拉伸后进行时效处理； 

（5）空心型材取样、检查、包装。

2.根据权利要求1所述的一种汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺，其特征在于，步骤（1）中铸造的铝合金铸锭为六系铝合金圆铸锭，规格为Φ320mm×4000mm或规格为Φ380mm×4000mm。

3. 根据权利要求1所述的一种汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺，其特征在于，步骤（2）中，切毛料具体为：铝合金圆铸锭车皮、切头、切尾、取低倍、化学成分，检验合格切毛料，毛料规格为：Φ308mm×1200mm或Φ368mm×1450mm。

4. 根据权利要求1所述的一种汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺，其特征在于，步骤（2）中，均质处理具体为：毛料均质，加热温度：550～560℃，保温9小时以上。

5. 根据权利要求4所述的一种汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺，其特征在于，步骤（2）中，均质处理保温结束后冷却，冷却方式：风冷＋水冷降温至室温。

6. 根据权利要求1所述的一种汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺，其特征在于，步骤（3）中，挤压空心型材具体步骤为，挤压在36MN或55MN挤压机上进行，铸锭加热温度500-535℃，挤压速度3±0.5m/min。

7.根据权利要求6所述的一种汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺，其特征在于，步骤（3）中，挤压空心型材结束后，进行淬火，淬火温度500±5℃，淬火速度300℃～380℃/分。

8. 根据权利要求1所述的一种汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺，其特征在于，步骤（4）中空心型材张力拉伸后进行时效处理，拉伸率1.0～3.0%，时效温度155～185℃，金属保温8～14小时，出时效炉。

9. 根据权利要求1所述的一种汽车减震器用高强铝合金空心型材生产工艺，其特征在于，空心型材抗拉强度为285MPa～343 MPa，屈服强度为252MPa～329MPa，伸长率10.5～16.4%。