CN105543591B - 一种轮毂用铝合金铸棒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轮毂用铝合金铸棒，各成分的质量百分比分别为：Si0.6～1.1％、Mo0.05～0.11％、Mg1.4～1.9％、Zn0.1～0.3％、Ti0.3～0.8％、B0.03～0.06％、Be0.01～0.03％、La0.04～0.09％、Er0.03～0.07％、Ce0.01～0.03％，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。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，安全性好，使用寿命长。

Description

一种轮毂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，特别是一种轮毂用铝合金铸棒及其制备方法。
背景技术
目前，汽车工业正朝着轻量、高速、节能、舒适和低污染的方向发展，因此，铝合金轮毂的使用量正以迅猛的势头在增长。轮毂作为汽车行驶系统中的重要部件之一，是一种要求较高的保安件，它不仅承载着汽车的重量，同时也是汽车外观的重要组成部分，由于铝合金轮毂具有美观、重量轻、散热性好、加速和制动性能优的优点，因此受到广大汽车厂商和消费者的喜爱；但是，铝合金轮毂的硬度较钢轮毂小，力学性能比钢轮毂差，改善力学性能的一个重要关注点就在于铝合金材料的改进。
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：
一种轮毂用铝合金铸棒，各成分的质量百分比分别为：Si0.6～1.1％、Mo0.05～0.11％、Mg1.4～1.9％、Zn0.1～0.3％、Ti0.3～0.8％、B0.03～0.06％、Be0.01～0.03％、La0.04～0.09％、Er0.03～0.07％、Ce0.01～0.03％，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：Si0.8％、Mo0.09％、Mg1.7％、Zn0.2％、Ti0.6％、B0.05％、Be0.02％、La0.07％、Er0.05％、Ce0.02％，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La、Er、Ce元素，并辅以Si、Mo、B、Mg、Be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
一种轮毂用铝合金铸棒，各成分的质量百分比分别为：Si0.8％、Mo0.09％、Mg1.7％、Zn0.2％、Ti0.6％、B0.05％、Be0.02％、La0.07％、Er0.05％、Ce0.02％，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380MPa，屈服强度为297MPa，延伸率为14.9％。
实施例2
一种轮毂用铝合金铸棒，各成分的质量百分比分别为：Si0.6％、Mo0.05％、Mg1.4％、Zn0.1％、Ti0.3％、B0.03％、Be0.01％、La0.04％、Er0.03％、Ce0.01％，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329MPa，屈服强度为280MPa，延伸率为13.2％。
实施例3
一种轮毂用铝合金铸棒，各成分的质量百分比分别为：Si1.1％、Mo0.11％、Mg1.9％、Zn0.3％、Ti0.8％、B0.06％、Be0.03％、La0.09％、Er0.07％、Ce0.03％，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295MPa，延伸率为14.8％。

Claims (3)

1.一种轮毂用铝合金铸棒，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％、Mo0.05～0.11％、Mg1.4～1.9％、Zn0.1～0.3％、Ti0.3～0.8％、B0.03～0.06％、Be0.01～0.03％、La0.04～0.09％、Er0.03～0.07％、Ce0.01～0.03％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al；所述的轮毂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。
2.根据权利要求1所述的轮毂用铝合金铸棒，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：Si0.8％、Mo0.09％、Mg1.7％、Zn0.2％、Ti0.6％、B0.05％、Be0.02％、La0.07％、Er0.05％、Ce0.02％，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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