CN106238641B - 一种乘用车铝合金链接件的锻造方法 - Google Patents

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Abstract

一种乘用车铝合金链接件的锻造方法：(1)一次锻造：始锻温度480～488℃，锻件变形量60％以内；(2)一次锻造后空冷至室温；(3)在24小时内进行二次加热，温度350～360℃；(4)在该温度下进行二次锻造，锻造变形量3～5％；(5)进行热处理：将热处理炉加热至530～540℃下保温8～13分钟，随后将锻件装炉，装炉后锻件在530～540℃下保温50～80分钟；(6)对锻件进行水冷，水温为40℃～60℃，水冷时间5～10分钟；(7)在165～172℃下保温8～10小时，然后在空气中自然冷却至室温。本发明锻造得到的链接件的抗拉强度、屈服强度、延展率等力学性能都达到了很高的水平。

Description

一种乘用车铝合金链接件的锻造方法
技术领域
本发明涉及乘用车铝合金锻件技术领域，尤其是涉及一种Al-Mg-Si系乘用车铝合金链接件的锻造及热处理方法。
背景技术
铝合金作为一种典型的轻质金属材料，它具有高强度、低密度、高断裂韧度，以及高抗拉应力腐蚀能力等优良特征，在机械、化工、汽车、建筑、航空、航天领域得以广泛应用。
Al-Mg-Si系铝合金耐蚀性能良好，无应力腐蚀破裂倾向。淬火人工时效状态下合金有晶间腐蚀倾向，合金中含铜量愈多，这种倾向愈明显。
Al-Mg-Si系铝合金作为乘用车用铝合金锻件，主要用于方向控制系统，为受力结构件。要求锻件固溶及时效热处理后交付，合金室温抗拉强度要求Rm≥350Mpa，屈服Rp0.2≥310Mpa，延展率≥10％。
通常的锻造温度为，始锻温度482℃终锻温度432℃，保温系数1.5～2.0min/mm。锻件变形量控制在20～60％。推荐热处理制度为，锻件在515～525℃下保温150～210分钟然后水冷，水冷温度为室温，冷到室温后再在155℃～165℃下保温8～15小时后空冷至室温。
根据上述推荐的热处理制度进行热处理，该材料所制锻件其室温力学性能均未达到技术要求。为了进一步提高该材料的锻件力学性能，锻件化学成分、锻造工艺及热处理工艺需要进行合理匹配。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种乘用车铝合金链接件的锻造方法。本发明锻造得到的链接件的抗拉强度、屈服强度、延展率等力学性能都达到了很高的水平。
本发明的技术方案如下：
一种乘用车铝合金链接件的锻造方法，具体步骤为：
(1)一次锻造：始锻温度480～488℃进行锻造，锻件变形量控制在60％以内；
(2)空冷：一次锻造后锻件空冷至室温；
(3)然后在24小时内对锻件进行二次加热，温度控制在350～360℃，工件装炉后至炉温升至控制温度的时间不应超过0.5小时，工件保温时间按照工件最大界面厚度乘以0.5～1.0min/mm进行计算；
(4)在该温度下进行二次锻造，锻造变形量控制在3～5％；
(5)然后进行热处理：将热处理炉加热至530～540℃下保温8～13分钟，随后将锻件装炉，装炉后锻件在530～540℃下保温50～80分钟；
(6)随后对锻件进行水冷，水温为40℃～60℃，水冷时间5～10分钟；
(7)再在165～172℃下保温8～10小时，然后在空气中自然冷却至室温。
所述铝合金的元素配比为：
本发明有益的技术效果在于：
采用本发明提供的锻造方法进行锻造时，如果原材料采用国家标准的化学成分进行熔炼，所制得的链接件其力学性能满足国标要求，即合金室温抗拉强度≥310Mpa，屈服强度≥280Mpa，延展率≥8％。而本发明对锻件的力学性能要求较高，根据长期的实践经验总结原材料的化学成分尤其是Si、Fe、Mn和Mg的含量进行了调整，调整后的原材料其力学性能有明显的提高，产品性能更加稳定。国家标准和本发明所用的铝合金的成分配比见表1所示。
表1
本发明采用的锻件原材料化学成分将Si、Fe、Mn和Mg的含量分别微调；一次锻造加热温度控制在480℃以上，当锻造温度在480℃时，利于金属流动，此时材料抗力较小、塑性较好；然后空冷至室温，使锻件芯部与表面温差接近，然后按照0.5～1.0min/mm的保温系数进行加热，加热温度与第一次锻造相比应大幅减少，在350～360℃温度下进行3％～5％的小变形，其目的提高锻件变形抗力，在锻件表面温度高于芯部温度的前提下，进而改善锻件表面粗晶情况，其目的是提高锻件力学性能。
热处理制度固溶时首先热处理炉加热至530℃以上并保温10分钟左右，然后装炉并在530℃以上时保温时间一小时左右，然后在温水40℃～60℃中进行淬火，时效温度控制在170℃左右保温时间，能够明显提高锻件的抗拉强度，达到技术条件要求，减少锻造缺陷，提高了设备的利用率，也提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明锻造的铝合金链接件的结构示意图，其中1为链接件主体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行具体描述。本发明要锻造的链接件的结构如图1所示，链接件主体1为不规则长方体结构。
实施例1
一种乘用车铝合金链接件的锻造方法，具体步骤为：
(1)一次锻造：始锻温度480℃进行锻造，锻件变形量控制在30％；
(2)空冷：一次锻造后锻件空冷至室温；
(3)然后在24小时内对锻件进行二次加热，温度控制在350℃，工件装炉后至炉温升至控制温度的时间不应超过0.5小时，工件保温时间按照工件最大界面厚度乘以0.5min/mm进行计算；
(4)在该温度下进行二次锻造，锻造变形量控制在3％；
(5)然后进行热处理：将热处理炉加热至530℃下保温13分钟，随后将锻件装炉，装炉后锻件在530℃下保温80分钟；
(6)随后对锻件进行水冷，水温为40℃，水冷时间10分钟；
(7)再在165℃下保温10小时，然后在空气中自然冷却至室温。
所述铝合金的元素配比为：
实施例2
一种乘用车铝合金链接件的锻造方法，具体步骤为：
(1)一次锻造：始锻温度488℃进行锻造，锻件变形量控制在55％；
(2)空冷：一次锻造后锻件空冷至室温；
(3)然后在24小时内对锻件进行二次加热，温度控制在360℃，工件装炉后至炉温升至控制温度的时间不应超过0.5小时，工件保温时间按照工件最大界面厚度乘以1.0min/mm进行计算；
(4)在该温度下进行二次锻造，锻造变形量控制在5％；
(5)然后进行热处理：将热处理炉加热至540℃下保温8分钟，随后将锻件装炉，装炉后锻件在540℃下保温60分钟；
(6)随后对锻件进行水冷，水温为60℃，水冷时间5分钟；
(7)再在172℃下保温8小时，然后在空气中自然冷却至室温。
所述铝合金的元素配比为：
实施例3
一种乘用车铝合金链接件的锻造方法，具体步骤为：
(1)一次锻造：始锻温度484℃进行锻造，锻件变形量控制在45％；
(2)空冷：一次锻造后锻件空冷至室温；
(3)然后在24小时内对锻件进行二次加热，温度控制在355℃，工件装炉后至炉温升至控制温度的时间不应超过0.5小时，工件保温时间按照工件最大界面厚度乘以0.8min/mm进行计算；
(4)在该温度下进行二次锻造，锻造变形量控制在5％；
(5)然后进行热处理：将热处理炉加热至535℃下保温10分钟，随后将锻件装炉，装炉后锻件在535℃下保温60分钟；
(6)随后对锻件进行水冷，水温为50℃，水冷时间8分钟；
(7)再在170℃下保温9小时，然后在空气中自然冷却至室温。
所述铝合金的元素配比为：
测试例：
经上述锻造及热处理后得到的锻件，如表2所示锻件力学性能比普通工艺有明显提高，其力学性能抗拉强度达到350MPa、屈服达到310MPa、延展率10％的要求。
表2

Claims (1)

1.一种乘用车铝合金链接件的锻造方法，其特征在于具体步骤为：
(1)一次锻造：始锻温度480～488℃进行锻造，锻件变形量控制在60％以内；
(2)空冷：一次锻造后锻件空冷至室温；
(3)然后在24小时内对锻件进行二次加热，温度控制在350～360℃，工件装炉后至炉温升至控制温度的时间不应超过0.5小时，工件保温时间按照工件最大界面厚度乘以0.5～1.0min/mm进行计算；
(4)在该温度下进行二次锻造，锻造变形量控制在3～5％；
(5)然后进行热处理：将热处理炉加热至530～540℃下保温8～13分钟，随后将锻件装炉，装炉后锻件在530～540℃下保温50～80分钟；
(6)随后对锻件进行水冷，水温为40℃～60℃，水冷时间5～10分钟；
(7)再在165～172℃下保温8～10小时，然后在空气中自然冷却至室温；
所述铝合金的元素配比为：
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