CN105543589A - 一种轮毂专用铝合金铸棒及其制备方法 - Google Patents

一种轮毂专用铝合金铸棒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轮毂专用铝合金铸棒，各成分的质量百分比分别为：Si0.6～1.1％、Mn0.04～0.12％、Mg1.1～1.8％、Zn0.1～0.3％、Ti0.3～0.8％、Be0.01～0.03％、Zr0.03～0.08％、Er0.05～0.09％、Yb0.01～0.03％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al，上述铝合金铸棒的制备方法包括熔化、精炼、静置和铸造的步骤。本发明的铝合金铸棒，加入了Zr、Er、Yb等元素可对铝合金组织起到变质和细化作用，利用该铸棒来生产铝合金轮毂，所得铝合金轮毂的抗拉强度、屈服强度和延伸率均有较大提高，且具有优良的耐磨性能和抗冲击性能。

Description

一种轮毂专用铝合金铸棒及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金铸棒加工领域，特别是一种轮毂专用铝合金铸棒及其制备方法。
背景技术
随着汽车工业的迅猛发展，铝合金轮毂的应用越来越普遍。铝合金轮毂比钢轮毂有四大优点：一是降低非载荷重量，从而提高抓地性；二是改善了加速性和制动；三是增加了刚性，铝轮毂的高硬度明显地减小了过弯时轮胎或轮毂的倾斜，这对于安装了高性能轮胎的车子尤为重要；四是提高了制动系统的冷却效果，铝轮毂的合金中有些金属本身就是良好的热导体，所以铝轮毂有利于将制动产生的热量迅速释放从而降低由于高热导致的制动失灵，而且由于铝合金轮毂可以较自由的造型，就更能以某些有利于将气流导入到制动系统的造型有效降温。但是，铝制轮毂也有一些缺陷，例如：铝合金较脆，很容易出现小裂纹，且不易被发现，其强度也没有钢材高。为改善了铝合金轮毂的力学性能，从铝合金材料入手尤为关键。
铝合金材料的好坏是影响轮毂质量好坏的一个重大因素，普通铸造轮毂目前普遍采用的是A356铝材，且生产铝合金轮毂时是一次性铸造成型，没有进行再加工，金属的内部组织结构没有发生变化，存在机械性能较低的问题。
发明内容
本发明提供了一种轮毂专用铝合金铸棒及其制备方法，对铝合金轮毂采用的铝合金材料进行了变质和细化处理，为提高铝合金轮毂的机械性能提供了保证。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种轮毂专用铝合金铸棒，各成分的质量百分比分别为：Si0.6～1.1％、Mn0.04～0.12％、Mg1.1～1.8％、Zn0.1～0.3％、Ti0.3～0.8％、Be0.01～0.03％、Zr0.03～0.08％、Er0.05～0.09％、Yb0.01～0.03％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
优选的，所述铝合金铸棒中各成分的质量百分比分别为：Si0.9％、Mn0.09％、Mg1.6％、Zn0.2％、Ti0.6％、Be0.02％、Zr0.06％、Er0.07％、Yb0.02％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
一种轮毂专用铝合金铸棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔化：将铝原料和镁、硅成分及覆盖剂在熔炼炉中熔化至700～720℃，然后加入除了铝、镁、硅之外的其他合金成分，继续升温至740～750℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；
(2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至730～740℃，喷入精炼剂进行精炼处理，然后升温至750-760℃，通入氩气进行除气精炼，精炼后扒渣；
(3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至730～740℃；
(4)铸造：将经步骤(3)处理后的铝合金熔液通过热顶式铸造机进行成型铸造，铸造过程中，铸造速度控制在80～85mm/min，冷却水水压控制在0.07～0.12MPa，铝合金熔液的温度保持在730～740℃，最终铸造获得铝合金铸棒成品。
本发明的铝合金铸棒，在铸造的过程中加入了Zr、Er、Yb元素，并辅以Si、Mn、Be、Mg、Ti等其他元素的协同作用，可对铝合金组织起到变质和细化作用，从而获得晶粒更细且分布更均匀的铝合金铸棒，利用上述铸棒来生产铝合金轮毂，所得铝合金轮毂的抗拉强度、屈服强度和延伸率均有较大提高，且具有优良的冲击韧性和抗腐蚀性，安全性好，经久耐用。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围和应用范围不限于以下实施例：
实施例1
一种轮毂专用铝合金铸棒，各成分的质量百分比分别为：Si0.9％、Mn0.09％、Mg1.6％、Zn0.2％、Ti0.6％、Be0.02％、Zr0.06％、Er0.07％、Yb0.02％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
上述轮毂专用铝合金铸棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔化：将铝原料和镁、硅成分及覆盖剂在熔炼炉中熔化至700～720℃，然后加入除了铝、镁、硅之外的其他合金成分，继续升温至740～750℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；
(2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至730～740℃，喷入精炼剂进行精炼处理，然后升温至750-760℃，通入氩气进行除气精炼，精炼后扒渣；
(3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至730～740℃；
(4)铸造：将经步骤(3)处理后的铝合金熔液通过热顶式铸造机进行成型铸造，铸造过程中，铸造速度控制在80～85mm/min，冷却水水压控制在0.07～0.12MPa，铝合金熔液的温度保持在730～740℃，最终铸造获得铝合金铸棒成品。
采用上述铝合金铸棒，通过常规的低压铸造法制造铝合金轮毂，所获得的铝合金轮毂成品，在室温条件下的主要力学性能为：抗拉强度为377MPa，屈服强度为289MPa，延伸率为14.9％。
实施例2
一种轮毂专用铝合金铸棒，各成分的质量百分比分别为：Si0.6％、Mn0.04％、Mg1.1％、Zn0.1％、Ti0.3％、Be0.01％、Zr0.03％、Er0.05％、Yb0.01％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
上述轮毂专用铝合金铸棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔化：将铝原料和镁、硅成分及覆盖剂在熔炼炉中熔化至700～720℃，然后加入除了铝、镁、硅之外的其他合金成分，继续升温至740～750℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；
(2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至730～740℃，喷入精炼剂进行精炼处理，然后升温至750-760℃，通入氩气进行除气精炼，精炼后扒渣；
(3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至730～740℃；
(4)铸造：将经步骤(3)处理后的铝合金熔液通过热顶式铸造机进行成型铸造，铸造过程中，铸造速度控制在80～85mm/min，冷却水水压控制在0.07～0.12MPa，铝合金熔液的温度保持在730～740℃，最终铸造获得铝合金铸棒成品。
采用上述铝合金铸棒，通过常规的低压铸造法制造铝合金轮毂，所获得的铝合金轮毂成品，在室温条件下的主要力学性能为：抗拉强度为331MPa，屈服强度为279MPa，延伸率为13.2％。
实施例3
一种轮毂专用铝合金铸棒，各成分的质量百分比分别为：Si1.1％、Mn0.12％、Mg1.8％、Zn0.3％、Ti0.8％、Be0.03％、Zr0.08％、Er0.09％、Yb0.03％，，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
上述轮毂专用铝合金铸棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔化：将铝原料和镁、硅成分及覆盖剂在熔炼炉中熔化至700～720℃，然后加入除了铝、镁、硅之外的其他合金成分，继续升温至740～750℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；
(2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至730～740℃，喷入精炼剂进行精炼处理，然后升温至750-760℃，通入氩气进行除气精炼，精炼后扒渣；
(3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至730～740℃；
(4)铸造：将经步骤(3)处理后的铝合金熔液通过热顶式铸造机进行成型铸造，铸造过程中，铸造速度控制在80～85mm/min，冷却水水压控制在0.07～0.12MPa，铝合金熔液的温度保持在730～740℃，最终铸造获得铝合金铸棒成品。
采用上述铝合金铸棒，通过常规的低压铸造法制造铝合金轮毂，所获得的铝合金轮毂成品，在室温条件下的主要力学性能为：抗拉强度为370MPa，屈服强度为289MPa，延伸率为14.8％。

Claims (3)

1.一种轮毂专用铝合金铸棒，其特征在于：
所述铝合金铸棒中各成分的质量百分比分别为：Si0.6～1.1％、Mn0.04～0.12％、Mg1.1～1.8％、Zn0.1～0.3％、Ti0.3～0.8％、Be0.01～0.03％、Zr0.03～0.08％、Er0.05～0.09％、Yb0.01～0.03％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
2.根据权利要求1所述的轮毂专用铝合金铸棒，其特征在于：
所述铝合金铸棒中各成分的质量百分比分别为：Si0.9％、Mn0.09％、Mg1.6％、Zn0.2％、Ti0.6％、Be0.02％、Zr0.06％、Er0.07％、Yb0.02％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。
3.根据权利要求1或2所述的轮毂专用铝合金铸棒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)熔化：将铝原料和镁、硅成分及覆盖剂在熔炼炉中熔化至700～720℃，然后加入除了铝、镁、硅之外的其他合金成分，继续升温至740～750℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；
(2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至730～740℃，喷入精炼剂进行精炼处理，然后升温至750-760℃，通入氩气进行除气精炼，精炼后扒渣；
(3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至730～740℃；
(4)铸造：将经步骤(3)处理后的铝合金熔液通过热顶式铸造机进行成型铸造，铸造过程中，铸造速度控制在80～85mm/min，冷却水水压控制在0.07～0.12MPa，铝合金熔液的温度保持在730～740℃，最终铸造获得铝合金铸棒成品。
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