CN105695814B - 一种轮毂用铝合金锭及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轮毂用铝合金锭,各成分的质量百分比分别为:Si0.8~1.5%、Mg1.0~1.8%、Ni0.12~0.22%、Zn0.1~0.3%、Ti0.30~0.42%、Sr0.09~0.21%、Y0.06~0.12%、Er0.08~0.14%、Ga0.02~0.04%,其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5%,其余为Al,上述铝合金锭的制备方法包括熔化、精炼、静置和铸造的步骤。本发明的铝合金锭,加入了Ti、Y、Er、Ga等元素可对铝合金组织起到变质和细化作用,从而提高了铝合金的力学性能,为改善铝合金轮毂的机械性能提供了保证。

Description

一种轮毂用铝合金锭及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及铝合金锭加工领域,特别是轮毂用铝合金锭及其制备方法。
背景技术
[0002] 随着现代汽车节能降耗要求的不断提升和安全和环保法规日趋严格,汽车的轻量 化的要求变得更为迫切。
[0003]而铝合金具有质量轻、强度高、成型性好和回收率高的优点,对降低汽车自重、减 少油耗、减轻环境污染与改善操作性能等有着重大意义,已成为汽车工业的首选材料。使用 铝合金替代铸铁及铸钢制造汽车轮毂可以大幅度减轻汽车的重量,目前铝合金轮毂已广泛 使用,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。
[0004]目前,铸造铝合金轮毂普遍采用的是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
[0005]本发明提供了轮毂用铝合金锭及其制备方法,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。
[0006] 为实现上述目的,本发明的技术方案为:
[0007] 一种轮毂用铝合金锭,各成分的质量百分比分别为:SiO. 8〜1.5%、Mgl.O〜 1.8%、NiO. 12〜0.22%、Zn0.1〜0.3%、TiO.30-0.42^^1^.09-0.21^^70.06-0.12%41'0_08〜0.14%、6&0.02〜0_04%,其他金属及非金属的杂质元素总量不超过 0.5%,其余为A1。
[0008]优选的,所述铝合金锭中各成分的质量百分比分别为:Si 1 . 1 %、Mgl .4%、 Ni0.18%、Zn0.2%、Ti0.36%、Sr0.15%、Y0.09%、Er0.11%、Ga0.03%,其他金属及非金属 的杂质元素总量不超过0.5%,其余为A1。
[0009] 一种轮毂用铝合金锭的制备方法,包括以下步骤:
[0010] (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°C,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 °C,待合金元素全部熔化后得 铝合金熔液;
[0011] (2)精炼:将铝合金熔液的温度调整至720〜730°C,加入精炼剂进行精炼处理,然 后升温至750_76(TC,通入氩气进行进一步的除气精炼,精炼后扒渣;
[0012] (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690〜71(TC;
[0013] (4)铸锭:将经步骤(3)处理后的铝合金熔液通过铸造机进行成型铸造,铸造过程 中,铸造速度控制在7〇〜75mm/min,冷却水水压控制在〇.〇9〜0.14MPa,最终铸造成直径为 45〜55cm、高度为25〜30cm的招合金锭成品。
[0014]本发明的铝合金锭,在铸造的过程中加入了 Ti、Y、Er、Ga元素,并辅以Si、Mg、Ni、Zn 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,使铝合金组织各部位的晶 粒平均尺寸更细小,分布各均匀,从而提高了铝合金的力学性能,用上述铝合金锭制得的轮 毂,具有较高的韧性和强度、优良的减震性能,经久耐用,安全可靠。
具体实施方式
[0015]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:
[0016] 实施例1
[0017]轮毂用铝合金锭,各成分的质量百分比分别为:Sil.l%、Mgl.4%、Ni0.18%、 Zn0_2%、Ti0_36%、Sr0.15%、Y0.09%、Er0.11%、Ga0.03%,其他金属及非金属的杂质元 素总量不超过0.5%,其余为A1。
[0018]上述轮毂用铝合金锭的制备方法,包括以下步骤:
[0019] (1)熔化:将铝原料和镁、硅成分及覆盖剂在熔炼炉中熔化至700〜72(TC,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 °C,待合金元素全部熔化后得 铝合金熔液;
[0020] (2)精炼:将铝合金熔液的温度调整至720〜730°C,加入精炼剂进行精炼处理,然 后升温至750-760 °C,通入氩气进行进一步的除气精炼,精炼后扒渣;
[0021] (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690〜71(TC;
[0022] (4)铸锭:将经步骤(¾处理后的铝合金熔液通过铸造机进行成型铸造,铸造过程 中,铸造速度控制在70〜75mm/min,冷却水水压控制在0.09〜0• 14MPa,最终铸造成直径为 45〜55cm、高度为25〜30cm的铝合金锭成品。
[0023]采用上述铝合金锭,通过常规的锻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269MPa,延伸率为 14.9%。
[0024] 实施例2
[0025]轮毂用铝合金锭,各成分的质量百分比分别为:Si0.8%、Mgl.0%、Ni0.12%、 ZnO.l%、1'10.30%、31'0.09%、丫0.06%、£1:0.08%、&30.02%,其他金属及非金属的杂质元 素总量不超过0.5%,其余为A1。
[0026]上述轮毂用铝合金锭的制备方法,包括以下步骤:
[0027] (1)熔化:将铝原料和镁、硅成分及覆盖剂在熔炼炉中熔化至700〜72(TC,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 °C,待合金元素全部熔化后得 铝合金熔液;
[0028] (2)精炼:将铝合金熔液的温度调整至720〜73〇°C,加入精炼剂进行精炼处理,然 后升温至750-76(TC,通入氩气进行进一步的除气精炼,精炼后扒渣;
[0029] (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690〜710°C ;
[0030] (4)铸锭:将经步骤(3)处理后的铝合金熔液通过铸造机进行成型铸造,铸造过程 中,铸造速度控制在70〜75mm/min,冷却水水压控制在0.09〜0.14MPa,最终铸造成直径为 45〜55cm、高度为25〜30cm的铝合金锭成品。
[0031]采用上述铝合金锭,通过常规的锻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32〇MPa,屈服强度为242MPa,延伸率为 14.0%。
[0032] 实施例3
[0033]轮毂用铝合金锭,各成分的质量百分比分别为:Si 1.5 %、Mgl. 8 %、NiO. 22%、 Zn0_3%、Ti0.42%、Sr0.21%、Y0.12%、Er0.14%、Ga0.04%,其他金属及非金属的杂质元 素总量不超过0.5%,其余为A1。
[0034] 上述轮毂用铝合金锭的制备方法,包括以下步骤:
[0035] (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°C,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 °C,待合金元素全部熔化后得 铝合金熔液;
[0036] (2)精炼:将铝合金熔液的温度调整至720〜730°C,加入精炼剂进行精炼处理,然 后升温至750-760°C,通入氩气进行进一步的除气精炼,精炼后扒渣;
[0037] (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690〜710°C;
[0038] (4)铸锭:将经步骤(3)处理后的铝合金熔液通过铸造机进行成型铸造,铸造过程 中,铸造速度控制在70〜75mm/min,冷却水水压控制在0 • 09〜0.14MPa,最终铸造成直径为 45〜55cm、局度为25〜30cm的错合金徒成品。
[0039]采用上述铝合金锭,通过常规的锻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36eMPa,屈服强度为265MPa,延伸率为 14.9%〇

Claims (2)

1. 一种轮毂用铝合金锭,其特征在于:所述铝合金锭中各成分的质量百分比分别为: Si0.8〜1.5%、Mgl.0〜1.8%、Ni0.12〜0.22%、Zn0.1〜0.3%、Ti0.30〜0.42%、Sr0.09〜 0.21%、丫0.06〜0_12%3]:0.08〜0_14%、630.02〜0.04%,其它金属及非金属的杂质元素 总量不超过0.5 %,其余为A1; 所述的轮毂用铝合金锭的制备方法,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、娃之外的其他合金成分,继续升温至740〜750°C,待合金元素全部溶化后得错合 金熔液; (2) 精炼:将铝合金熔液的温度调整至720〜730°C,加入精炼剂进行精炼处理,然后升 温至750-760°C,通入氩气进行进一步的除气精炼,精炼后扒渣; ⑶静置:将精炼后的铝合金熔液静置,待铝合金熔液温度降至690〜710°C ; ⑷铸锭:将经步骤⑶处理后的铝合金熔液通过铸造机进行成型铸造,铸造过程中,铸 造速度控制在70〜75mm/min,冷却水水压控制在0.09〜0.14MPa,最终铸造成直径为45〜 55cm、高度为25〜30cm的铝合金锭成品。
2. 根据权利要求1所述的轮毂用铝合金锭,其特征在于:所述铝合金锭中各成分的质量 百分比分别为:Sil_l%、Mgl.4%、Ni0.18%、Zn0.2%、Ti0.36%、Sr0_15%、Y0.09%、 ErO. 11%、Ga0.03%,其它金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5%,其余为A1。
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