CN104775044A - 一种耐疲劳高抗冲铝合金轮毂材料的制备方法 - Google Patents

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徐献朝
徐奇峰
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Abstract

本发明公开了一种耐疲劳高抗冲铝合金轮毂材料的制备方法。其主要通过两种配方配比不同的合金液雾化得到的铝合金粉依次进行球磨混料，冷等静压成形，热挤压，热处理等步骤制作而成。本发明制得的铝合金轮毂材料具有较高的抗拉强度、疲劳强度和冲击韧性，还具有良好的热稳定性、抗应力腐蚀性和加工性，满足铝合金轮毂材料对性能的要求。

Description

一种耐疲劳高抗冲铝合金轮毂材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐疲劳高抗冲铝合金轮毂材料的制备方法，属于铝合金加工技术领域。
背景技术
    轮毂是汽车行驶系统的重要部件之一，是一种要求较高的保安件，它与车辆的行驶性能、乘坐的舒适性和安全性具有很大的关系。铝合金因具有重量轻、节能降耗、价格低、表面质量高、散热性好、易于成型、减振性能好等优点，而被广泛用于制作汽车轮毂。随着汽车工业的快速发展，对铝合金轮毂的性能要求也随之不断提高。因此在现有汽车轮毂生产工艺、设备、技术基础上，开发出一种耐疲劳高抗冲铝合金轮毂材料，对于中国汽车工业的发展，市场的开发与拓展，具有很高实用价值与实践意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐疲劳高抗冲铝合金轮毂材料的制备方法。
    为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：      一种耐疲劳高抗冲铝合金轮毂材料的制备方法，包括以下步骤：
    （1）按照以下质量百分数的合金元素：Cu 3.6-4.3、Mg 1.5-2.0、Cr 0.9-1.6、Mo 0.5-1.0、Ti 0.3-0.7、Be 0.25-0.45、Zn 0.1-0.2、Pb 0.07-0.13、Tc 0.04-0.08、Sc 0.03-0.05、Ho 0.02-0.04，余量为Al进行配料，将配好的炉料投入熔化炉中在750-770 ℃下加热熔化，待其全部熔化后，取样分析，调整成分，精炼、脱气后调整温度至735-755℃，静置15-20min；
（2）将步骤（1）制得的合金液经漏嘴流入喷雾装置中，通过雾化喷嘴进行气体雾化，雾化气体为氮气或氩气，气体压力为1.4-1.8MPa，得铝合金粉A；
（3）按照以下质量百分数的合金元素：Mg 2.4-3.2、Si 0.7-1.4、Mn 0.3-0.6、Zn 0.2-0.4、Cu 0.15-0.25、Cr 0.25-0.35、Ti 0.1-0.2、Bi 0.04-0.08、Po 0.03-0.05、La 0.02-0.04、Dy 0.015-0.025，余量为Al进行配料，将配好的炉料投入熔化炉中在730-750 ℃下加热熔化，待其全部熔化后，取样分析，调整成分，精炼、脱气后调整温度至725-745℃，静置25-30min；
（4）将步骤（3）制得的合金液经漏嘴流入喷雾装置中，通过雾化喷嘴进行气体雾化，雾化气体为氮气或氩气，气体压力为1.0-1.5MPa，得铝合金粉B；
（5）将雾化得到的铝合金粉A与铝合金B按照质量1:2-4的比例加入球磨机内进行球磨混料，250-350r/min球磨5-6h，再在300-350MPa的压力下冷等静压成坯料，脱模后用纯铝包套处理，然后加热至455-485℃，保温1.5-2h，再进行热挤压，挤压比为15-20；
（6）将挤压得到的铝合金材料进行热处理：先以100-150℃/h升温至260-290℃,保温3-4h，空冷至室温，然后以80-100℃/h升温至175-195℃，保温4-5h，再以100-150℃/h升温至440-470℃，保温1-2h，然后置于0-5℃的10%冰盐水中冷却至50℃以下，取出以150-200℃/h升温至390-410℃，保温2-3h，再强风风冷至220-250℃，保温3-5h，然后以100-150℃/h升温至505-525℃，保温1-2h，再放入65-70℃的水中冷却1-2min，然后取出以80-100℃/h升温至185-195℃，保温14-18h，再以40-50℃/h降温至90-100℃，保温8-12h，空冷至室温，然后以35-45℃/h升温至80-90℃，保温5-10h，再以50-60℃/h升温至190-210℃，保温15-20h，空冷至室温即可。
本发明的有益效果：
本发明制得的铝合金轮毂材料具有较高的抗拉强度、疲劳强度和冲击韧性，还具有良好的热稳定性、抗应力腐蚀性和加工性，满足铝合金轮毂材料对性能的要求。
具体实施方式
    一种耐疲劳高抗冲铝合金轮毂材料的制备方法，包括以下步骤：
    （1）按照以下质量百分数的合金元素：Cu 3.6-4.3、Mg 1.5-2.0、Cr 0.9-1.6、Mo 0.5-1.0、Ti 0.3-0.7、Be 0.25-0.45、Zn 0.1-0.2、Pb 0.07-0.13、Tc 0.04-0.08、Sc 0.03-0.05、Ho 0.02-0.04，余量为Al进行配料，将配好的炉料投入熔化炉中在760 ℃下加热熔化，待其全部熔化后，取样分析，调整成分，精炼、脱气后调整温度至745℃，静置20min；
（2）将步骤（1）制得的合金液经漏嘴流入喷雾装置中，通过雾化喷嘴进行气体雾化，雾化气体为氮气或氩气，气体压力为1.6MPa，得铝合金粉A；
（3）按照以下质量百分数的合金元素：Mg 2.4-3.2、Si 0.7-1.4、Mn 0.3-0.6、Zn 0.2-0.4、Cu 0.15-0.25、Cr 0.25-0.35、Ti 0.1-0.2、Bi 0.04-0.08、Po 0.03-0.05、La 0.02-0.04、Dy 0.015-0.025，余量为Al进行配料，将配好的炉料投入熔化炉中在740 ℃下加热熔化，待其全部熔化后，取样分析，调整成分，精炼、脱气后调整温度至730℃，静置30min；
（4）将步骤（3）制得的合金液经漏嘴流入喷雾装置中，通过雾化喷嘴进行气体雾化，雾化气体为氮气或氩气，气体压力为1.2MPa，得铝合金粉B；
（5）将雾化得到的铝合金粉A与铝合金B按照质量1:3的比例加入球磨机内进行球磨混料，300r/min球磨5h，再在320MPa的压力下冷等静压成坯料，脱模后用纯铝包套处理，然后加热至475℃，保温2h，再进行热挤压，挤压比为18；
（6）将挤压得到的铝合金材料进行热处理：先以120℃/h升温至275℃,保温4h，空冷至室温，然后以90℃/h升温至185℃，保温5h，再以130℃/h升温至460℃，保温1.5h，然后置于3℃的10%冰盐水中冷却至50℃以下，取出以180℃/h升温至405℃，保温2h，再强风风冷至240℃，保温4h，然后以110℃/h升温至515℃，保温1h，再放入65℃的水中冷却1min，然后取出以90℃/h升温至190℃，保温16h，再以45℃/h降温至95℃，保温10h，空冷至室温，然后以40℃/h升温至85℃，保温8h，再以55℃/h升温至210℃，保温20h，空冷至室温即可。
 经检测，上述制得的铝合金轮毂材料的主要性能为：抗拉强度507MPa，屈服强度 426MPa、疲劳强度295MPa，冲击韧性 14.4J/cm-2，伸长率13.9%。

Claims (1)

1.一种耐疲劳高抗冲铝合金轮毂材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)按照以下质量百分数的合金元素：Cu 3.6-4.3、Mg 1.5-2.0、Cr 0.9-1.6、Mo 0.5-1.0、Ti 0.3-0.7、Be 0.25-0.45、Zn 0.1-0.2、Pb 0.07-0.13、Tc 0.04-0.08、Sc 0.03-0.05、Ho 0.02-0.04，余量为Al进行配料，将配好的炉料投入熔化炉中在750-770℃下加热熔化，待其全部熔化后，取样分析，调整成分，精炼、脱气后调整温度至735-755℃，静置15-20min；
(2)将步骤(1)制得的合金液经漏嘴流入喷雾装置中，通过雾化喷嘴进行气体雾化，雾化气体为氮气或氩气，气体压力为1.4-1.8MPa，得铝合金粉A；
(3)按照以下质量百分数的合金元素：Mg 2.4-3.2、Si 0.7-1.4、Mn 0.3-0.6、Zn 0.2-0.4、Cu 0.15-0.25、Cr 0.25-0.35、Ti 0.1-0.2、Bi 0.04-0.08、Po 0.03-0.05、La 0.02-0.04、Dy 0.015-0.025，余量为Al进行配料，将配好的炉料投入熔化炉中在730-750℃下加热熔化，待其全部熔化后，取样分析，调整成分，精炼、脱气后调整温度至725-745℃，静置25-30min；
(4)将步骤(3)制得的合金液经漏嘴流入喷雾装置中，通过雾化喷嘴进行气体雾化，雾化气体为氮气或氩气，气体压力为1.0-1.5MPa，得铝合金粉B；
(5)将雾化得到的铝合金粉A与铝合金B按照质量1:2-4的比例加入球磨机内进行球磨混料，250-350r/min球磨5-6h，再在300-350MPa的压力下冷等静压成坯料，脱模后用纯铝包套处理，然后加热至455-485℃，保温1.5-2h，再进行热挤压，挤压比为15-20；
(6)将挤压得到的铝合金材料进行热处理：先以100-150℃/h升温至260-290℃,保温3-4h，空冷至室温，然后以80-100℃/h升温至175-195℃，保温4-5h，再以100-150℃/h升温至440-470℃，保温1-2h，然后置于0-5℃的10％冰盐水中冷却至50℃以下，取出以150-200℃/h升温至390-410℃，保温2-3h，再强风风冷至220-250℃，保温3-5h，然后以100-150℃/h升温至505-525℃，保温1-2h，再放入65-70℃的水中冷却1-2min，然后取出以80-100℃/h升温至185-195℃，保温14-18h，再以40-50℃/h降温至90-100℃，保温8-12h，空冷至室温，然后以35-45℃/h升温至80-90℃，保温5-10h，再以50-60℃/h升温至190-210℃，保温15-20h，空冷至室温即可。
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