CN106381428A - 一种汽车铝铸连接件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种汽车铝铸连接件，由铝合金制成，其由杯、臂组成；所述杯由杯端口、杯身、杯底组成；所述杯外壁设有第一突起，所述第一突起正对出，设有第二突起设有第二突起、第三突起；所述第二突起设有沟槽，所述沟槽由杯内壁向杯外壁延伸，将第二突起分为两段。所述第一突起与所述臂的一端连接，第一突起与壁的连接处设有第一凹槽，所述臂的另一段设有第二凹槽，所述第二凹槽与第一凹槽相连通。所述第二突起内设有连接槽，所述连接槽连通第一凹槽与杯内圆槽。所述汽车铝铸连接件耐磨性强，具有优良的力学性能，结构简单，安装方便，连接稳定，连接韧性高，不易损坏，连接尺寸可调，可连接不同尺寸的零件。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零件，尤其是涉及一种汽车铝铸连接件。
背景技术
目前，汽车铝铸连接件非常常见，品种各种各样，其往往结构复杂，且兼容性差，只能连接特定尺寸的汽车零件，同时安装非常复杂，又是刚性连接容易损坏，在使用中，需要较强的耐磨性能和力学性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种汽车铝铸连接件。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种汽车铝铸连接件，由铝合金制成，其包括：
杯：所述杯为圆柱形，其包括杯端口、杯身、杯底；所述杯其内槽由圆槽和螺纹槽组成，所述圆槽直径等于所述螺纹槽内径，螺纹槽位于杯口位置；杯外壁设有第一突起，所述第一突起沿所述圆槽径向向外突出；所述杯其杯端口外壁直径大于杯身外径，所述第一突起正对处设有第二突起，所述第二突起位于杯端口外壁；所述第一突起正对处设有第三突起，所述第三突起位于杯身外壁，其靠近第二突起；所述杯底底表面为平滑曲面；
臂：所述臂其一端与所述第一突起相连接，所述臂与第一突起连接处沿杯轴向设有第一凹槽，所述第一凹槽由螺纹槽与圆槽组成，所述螺纹槽的内径大于所述圆槽直径，所述螺纹槽位于所述第一凹槽槽口，所述圆槽底部成锥形；臂的另一端沿臂轴向方向设有第二凹槽，所述第二凹槽由螺纹槽与圆槽组成，所述圆槽直径小于所述螺纹槽内径，所述螺纹槽位于第二凹槽槽口，所述第二凹槽与所述第一凹槽相连接，所述铝合金的成分按质量百分比为：Si1～2％，Fe0.1～0.2％，Mn0.2～0.4％，Cu0.5～2％，Mg1.5～3.5％，Zn6～10％，Zr0.1～0.25％，Y0.05～0.1％，余量为铝。
本发明的铝合金配比中，加入0.1～0.2％的Si可以改善流动性能，同时提高合金的抗拉强度和硬度，如果加入量过大，会结晶析出Si，导致铝合金的切削性降低，合金中的Cu元素也会形成Al-Mg-Cu合金，增强合金的力学性能，但是Cu元素加入量过大会导致铝合金的耐蚀性降低，Zn的加入可以提高合金的致密性，而且Zn在Al中的溶解度大，可以提高铝合金的强度。
进一步的，所述第二突起设有沟槽，所述沟槽由端口内壁沿杯内壁径向向外延伸将第二突起分为两段，所述第二突起设有通孔，所述通孔穿过所述突起的两段，所述通孔在第二突起的一段中为螺纹孔，所述通孔在突起的另一段为两个圆槽组合而成，靠近杯外壁的圆槽直径较大，所述的另一圆槽直径与所述螺纹孔外径相等。
进一步的，所述杯第一突起处设有连接槽，连接槽中间部位是与杯内圆槽相同轴向的圆槽，所述连接槽的一端连接与杯内圆槽底部相连，所述连接槽的另一端连接第一凹槽。
进一步地，所述铝合金中Zr与Y的比值为1～2∶1。
在合金中加入Zr和Y元素，Zr和Y的内层电子处于不饱和状态，而且原子半径较大，容易失去电子层最外层的两个S电子和次外层的一个5d电子，可以与铝合金中的气体还有杂质发生反应，对铝合金溶体起到净化的作用，Zr和Y还可以固溶在基体中，与空位之间具有较强的相互作用能，可以阻止位错与溶质原子的迁移，Zr和Y在铝合金从液相结晶的过程中还可以细化晶粒，钉扎位错，而Zr与Y的比值为1～2∶1时，可以起到最大的协同作用，最大限度提升铝合金的性能。
进一步地，元素Zr与Y的总量按质量百分比不大于0.3％。
由于Zr与Y在铝液中的溶解度不大，所以要严格控制Zr与Y如果加入的量过大，Zr与Y元素反而会在晶界上析出，形成低熔点共晶体，降低的铝合金的性能。
进一步地，所述Mg、Si含量比值为2～2.5∶1。
在合金中加入Mg元素，可以形成Al-Mg-Si合金，在合金形成的过程中，会析出Mg2Si中间相，此中间相呈弥散状态，会促使α固溶体结晶点阵发生畸变，从而提高铝合金的力学强度，但是如果Mg、Si元素的比值过大，会使熔铸过程中，Mg被氧化形成杂质，使铝合金变脆。
一种汽车铝铸连接件制备方法，包括以下步骤：S1：将熔炼炉预热至200～300℃；
S2：配置所述成分的原料，将原料混合均匀后，加入熔炼炉中升温至680～700℃完全熔化为铝液，其中原料铝分3～5次分别加入；
S3：向铝液中加入质量百分比为0.5～0.8％的精炼剂，经过除气精炼后静置5～10min，除去液面残渣后，浇注成铝锭，将铝锭机械加工得到汽车铝铸连接件半成品；
S4：将半成品放入到摩尔比为18～20∶1的磷酸钠溶液或与硼酸钠溶液的混合溶液中，使用非对称交流电源等离子电解50～70min，洗净后放入成分为硫酸镍410～500g/L，氯化镍5～9g/L，硼酸41～60g/L，碳化硅50～100g/L，应力消除剂1～3g/L，分散剂0.1～0.3g/L的电镀液中，电镀20～30min得到汽车铝铸连接件成品，在电镀中加入厚度为8～10nm的石墨烯片，所述石墨烯片尺寸为100～200nm。
在加入原料之前，对熔炼炉进行预热，可以减少原料加入后形成过多的铝渣，减少杂质的产生，而将原料铝分批加入，可以保证其他元素的原料与铝之间可以充分混合，保证熔炼的质量。
进一步地，所述精炼剂为质量百分数60～70％的六氯乙烷，10～20％的氟硅酸钠，10～20％的光卤石的混合物。
质量百分数60～70％的六氯乙烷，10～20％的氟硅酸钠，10～20％的光卤石的混合物可以在高温下快速分解，与铝液中的氢和杂质结合溢出到铝液的表面，保证铝液熔炼后具有较好的性能，通过使用本发明提供的混合物，通过协同作用更能提高与氢和杂质的结合能力，得到的最终产物性能更好。
进一步地，精炼中，还加入质量比为1.5～2∶4～5∶1的氟化钠，氯化钠，氯化钾混合物，所述混合物的加入量为按质量百分比1.5～2％。
质量比为1.5～2∶4～5∶1的氟化钠，氯化钠，氯化钾混合物对铝合金熔炼细化效果好，实际利用率高，使用量大大节省；可以更均匀地进入所有待细化的铝合金液，故细化后的组织均匀，无粗细晶粒交错的混晶区，从而大大提高了合金的强度和延伸率，减少了裂纹等废品；使细化处理和合金液凝固时间大为缩短，提高了生产效率。
所述汽车铝铸连接件耐磨性强，具有优良的力学性能，结构简单，安装方便，连接稳定，连接韧性高，不易损坏，连接尺寸可调，可连接不同尺寸的零件。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明的侧视图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
请参照图1-图3，本发明一种汽车铝铸连接件1包括所述杯100、臂200。
杯100：所述杯100为圆柱形，其包括杯端口110、杯身120、杯底130；所述杯其内槽140由圆槽和螺纹槽组成，所述圆槽直径等于所述螺纹槽内径，螺纹槽位于杯口位置；杯外壁设有第一突起150，所述第一突起150沿所述圆槽径向向外突出；所述杯其杯端口110外壁直径大于杯身120外径，所述第一突起150正对处设有第二突起160，所述第二突起160位于杯端口外壁；所述第一突起150正对处设有第三突起170，所述第三突起170位于杯身外壁，其靠近第二突起160；所述杯底130底表面为平滑曲面。
臂200：所述臂其一端与所述第一突起150相连接，所述臂200与第一突起150连接处沿杯轴向设有第一凹槽210，所述第一凹槽由螺纹槽与圆槽组成，所述螺纹槽的内径大于所述圆槽直径，所述螺纹槽位于所述第一凹槽210槽口，所述圆槽底部成锥形；臂200的另一端沿臂200轴向方向设有第二凹槽220，所述第二凹槽220由螺纹槽与圆槽组成，所述圆槽直径小于所述螺纹槽内径，所述螺纹槽位于第二凹槽220槽口，所述第二凹槽220与所述第一凹槽210相连接。
所述第二突起160设有沟槽180，所述沟槽由端口内壁沿杯内壁径向向外延伸将第二突起分为两段，所述第二突起设有通孔，所述通孔穿过所述突起的两段，所述通孔在第二突起的一段中为螺纹孔，所述通孔在突起的另一段为两个圆槽组合而成，靠近杯外壁的圆槽直径较大，所述的另一圆槽直径与所述螺纹孔外径相等。所述杯端口设有沟槽，当所述汽车铝铸连接件与其他汽车零件连接时，可通过栓紧第二突起160上的通孔，调节杯端口110的口径。
所述杯第一突起150处设有连接槽190，连接槽190中间部位是与杯内圆槽相同轴向的圆槽，所述连接槽190的一端连接与杯内圆槽底部相连，所述连接槽的另一端连接第一凹槽210。
本发明汽车铝铸连接件制备方法实施例如下：
实施例1
S1：将熔炼炉预热至200℃；
S2：配置所述成分的原料，按质量百分比为：Si1％，Fe0.1％，Mn0.2％，Cu0.5％，Mg2％，Zn6％，Zr0.1％，Y0.1％，余量为铝，将原料混合均匀后，加入熔炼炉中升温至680℃完全熔化为铝液，其中原料铝分3次分别加入；
S3：向铝液中加入质量比为1.5∶4∶1的氟化钠，氯化钠，氯化钾混合物，所述混合物的加入量为按质量百分比1.5％，加入质量百分比为0.8％的精炼剂，精炼剂为质量百分数70％的六氯乙烷，10％的氟硅酸钠，20％的光卤石的混合物，经过除气精炼后静置5min，除去液面残渣后，浇注成铝锭，将铝锭机械加工得到汽车铝铸连接件半成品；
S4：将半成品放入到摩尔比为20∶1的磷酸钠溶液或与硼酸钠溶液的混合溶液中，使用非对称交流电源等离子电解70min，洗净后放入成分为硫酸镍410g/L，氯化镍5g/L，硼酸60g/L，碳化硅50g/L，应力消除剂1g/L，分散剂0.1g/L的电镀液中，电镀30min得到汽车铝铸连接件成品，在电镀中加入厚度为8nm的石墨烯片，所述石墨烯片尺寸为200nm。
实施例2
S1：将熔炼炉预热至300℃；
S2：配置所述成分的原料，按质量百分比为：Si1.5％，Fe0.1％，Mn0.2％，Cu2％，Mg3.2％，Zn8％，Zr0.1％，Y0.1％，余量为铝，将原料混合均匀后，加入熔炼炉中升温至680℃完全熔化为铝液，其中原料铝分4次分别加入；
S3：向铝液中加入质量比为1.5∶5∶1的氟化钠，氯化钠，氯化钾混合物，所述混合物的加入量为按质量百分比1.5％，加入质量百分比为0.7％的精炼剂，精炼剂为质量百分数68％的六氯乙烷，18％的氟硅酸钠，16％的光卤石的混合物，经过除气精炼后静置10min，除去液面残渣后，浇注成铝锭，将铝锭机械加工得到汽车铝铸连接件半成品；
S4：将半成品放入到摩尔比为20∶1的磷酸钠溶液或与硼酸钠溶液的混合溶液中，使用非对称交流电源等离子电解70min，洗净后放入成分为硫酸镍500g/L，氯化镍9g/L，硼酸50g/L，碳化硅80g/L，应力消除剂2g/L，分散剂0.1g/L的电镀液中，电镀30min得到汽车铝铸连接件成品，在电镀中加入厚度为9nm的石墨烯片，所述石墨烯片尺寸为160nm。
实施例3
S1：将熔炼炉预热至300℃；
S2：配置所述成分的原料，按质量百分比为：Si1.3％，Fe0.1％，Mn0.3％，Cu1％，Mg2.8％，Zn7％，Zr0.14％，Y0.1％，余量为铝，将原料混合均匀后，加入熔炼炉中升温至680℃完全熔化为铝液，其中原料铝分5次分别加入；
S3：向铝液中加入质量比为2∶4∶1的氟化钠，氯化钠，氯化钾混合物，所述混合物的加入量为按质量百分比2％，加入质量百分比为0.6％的精炼剂，精炼剂为质量百分数69％的六氯乙烷，17％的氟硅酸钠，14％的光卤石的混合物，经过除气精炼后静置7min，除去液面残渣后，浇注成铝锭，将铝锭机械加工得到汽车铝铸连接件半成品；
S4：将半成品放入到摩尔比为19∶1的磷酸钠溶液或与硼酸钠溶液的混合溶液中，使用非对称交流电源等离子电解70min，洗净后放入成分为硫酸镍450g/L，氯化镍8g/L，硼酸45g/L，碳化硅100g/L，应力消除剂1g/L，分散剂0.1g/L的电镀液中，电镀20min得到汽车铝铸连接件成品，在电镀中加入厚度为10nm的石墨烯片，所述石墨烯片尺寸为200nm。
实施例4
S1：将熔炼炉预热至250℃；
S2：配置所述成分的原料，按质量百分比为：Si1％，Fe0.15％，Mn0.2％，Cu1％，Mg2.5％，Zn6％，Zr0.15％，Y0.08％，余量为铝，将原料混合均匀后，加入熔炼炉中升温至690℃完全熔化为铝液，其中原料铝分3次分别加入；
S3：向铝液中加入质量比为2∶4∶1的氟化钠，氯化钠，氯化钾混合物，所述混合物的加入量为按质量百分比2％，加入质量百分比为0.5％的精炼剂，精炼剂为质量百分数70％的六氯乙烷，10％的氟硅酸钠，20％的光卤石的混合物，经过除气精炼后静置10min，除去液面残渣后，浇注成铝锭，将铝锭机械加工得到汽车铝铸连接件半成品；
S4：将半成品放入到摩尔比为20∶1的磷酸钠溶液或与硼酸钠溶液的混合溶液中，使用非对称交流电源等离子电解70min，洗净后放入成分为硫酸镍440g/L，氯化镍6g/L，硼酸41g/L，碳化硅50g/L，应力消除剂1g/L，分散剂0.1g/L的电镀液中，电镀25min得到汽车铝铸连接件成品，在电镀中加入厚度为9nm的石墨烯片，所述石墨烯片尺寸为150nm。
实施例5
S1：将熔炼炉预热至270℃；
S2：配置所述成分的原料，按质量百分比为：Si1.3％，Fe0.15％，Mn0.3％，Cu0.5～2％，Mg2.8％，Zn6％，Zr0.15％，Y0.09％，余量为铝，将原料混合均匀后，加入熔炼炉中升温至700℃完全熔化为铝液，其中原料铝分5次分别加入；
S3：向铝液中加入质量比为1.5∶5∶1的氟化钠，氯化钠，氯化钾混合物，所述混合物的加入量为按质量百分比2％，加入质量百分比为0.8％的精炼剂，精炼剂为质量百分数60％的六氯乙烷，20％的氟硅酸钠，20％的光卤石的混合物，经过除气精炼后静置5min，除去液面残渣后，浇注成铝锭，将铝锭机械加工得到汽车铝铸连接件半成品；
S4：将半成品放入到摩尔比为20∶1的磷酸钠溶液或与硼酸钠溶液的混合溶液中，使用非对称交流电源等离子电解50min，洗净后放入成分为硫酸镍410g/L，氯化镍9g/L，硼酸60g/L，碳化硅80g/L，应力消除剂3g/L，分散剂0.3g/L的电镀液中，电镀25min得到汽车铝铸连接件成品，在电镀中加入厚度为8nm的石墨烯片，所述石墨烯片尺寸为200nm。
对比例1
本对比例与实施例的区别仅为：配置的成分中不含元素Zr、Y。
对比例2
本对比例与实施例的区别仅为：配置的成分中Mg、Si的含量比为4∶1。
对比例3
本对比例与实施例的区别仅为：精炼中不加入氟化钠，氯化钠，氯化钾混合物。
对比例4
本对比例与实施例的区别仅为：精炼剂只为光卤石。
对比例5
本对比例与实施例的区别仅为：不进行等离子电解，直接进行电镀。
表1实施例与对比例性能对比数据
由实施例和对比例的性能对比可以看出，本发明制备的汽车铝铸连接件具有较好的耐磨性和力学性能。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1.一种汽车铝铸连接件，由铝合金制成，其特征在于：包括：
杯：所述杯为圆柱形，其包括杯端口、杯身、杯底；所述杯其内槽由圆槽和螺纹槽组成，所述圆槽直径等于所述螺纹槽内径，螺纹槽位于杯口位置；杯外壁设有第一突起，所述第一突起沿所述圆槽径向向外突出；所述杯其杯端口外壁直径大于杯身外径，所述第一突起正对处设有第二突起，所述第二突起位于杯端口外壁；所述第一突起正对处设有第三突起，所述第三突起位于杯身外壁，其靠近第二突起；所述杯底底表面为平滑曲面；
臂：所述臂其一端与所述第一突起相连接，所述臂与第一突起连接处沿杯轴向设有第一凹槽，所述第一凹槽由螺纹槽与圆槽组成，所述螺纹槽的内径大于所述圆槽直径，所述螺纹槽位于所述第一凹槽槽口，所述圆槽底部成锥形；臂的另一端沿臂轴向方向设有第二凹槽，所述第二凹槽由螺纹槽与圆槽组成，所述圆槽直径小于所述螺纹槽内径，所述螺纹槽位于第二凹槽槽口，所述第二凹槽与所述第一凹槽相连接，
其中所述铝合金的成分按质量百分比为：Si1～2％，Fe0.1～0.2％，Mn0.2～0.4％，Cu0.5～2％，Mg1.5～3.5％，Zn6～10％，Zr0.1～0.25％，Y0.05～0.1％，余量为铝。
2.根据权利要求1所述的一种汽车铝铸连接件，其特征在于：所述第二突起设有沟槽，所述沟槽由端口内壁沿杯内壁径向向外延伸将第二突起分为两段，所述第二突起设有通孔，所述通孔穿过所述突起的两段，所述通孔在第二突起的一段中为螺纹孔，所述通孔在突起的另一段为两个圆槽组合而成，靠近杯外壁的圆槽直径较大，所述的另一圆槽直径与所述螺纹孔外径相等。
3.根据权利要求1所述的一种汽车铝铸连接件，其特征在于：所述杯第一突起处设有连接槽，连接槽中间部位是与杯内圆槽相同轴向的圆槽，所述连接槽的一端连接与杯内圆槽底部相连，所述连接槽的另一端连接第一凹槽。
4.根据权利要求1所述的一种汽车铝铸连接件，其特征在于：其中Zr与Y的比值为1～2∶1。
5.根据权利要求1所述的一种汽车铝铸连接件，其特征在于：元素Zr与Y的总量按质量百分比不大于0.3％。
6.根据权利要求1所述的一种汽车铝铸连接件，其特征在于：所述Mg、Si含量比值为2～2.5∶1。
7.一种汽车铝铸连接件制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将熔炼炉预热至200～300℃；
S2：配置所述成分的原料，将原料混合均匀后，加入熔炼炉中升温至680～700℃完全熔化为铝液，其中原料铝分3～5次分别加入；
S3：向铝液中加入质量百分比为0.5～0.8％的精炼剂，经过除气精炼后静置5～10min，除去液面残渣后，浇注成铝锭，将铝锭机械加工后得到汽车铝铸连接件半成品；
S4：将半成品放入到摩尔比为18～20∶1的磷酸钠溶液或与硼酸钠溶液的混合溶液中，使用非对称交流电源等离子电解50～70min，洗净后放入成分为硫酸镍410～500g/L，氯化镍5～9g/L，硼酸41～60g/L，碳化硅50～100g/L，应力消除剂1～3g/L，分散剂0.1～0.3g/L的电镀液中，电镀20～30min得到汽车铝铸连接件成品，在电镀中加入厚度为8～10nm的石墨烯片，所述石墨烯片尺寸为100～200nm。
8.根据权利要求7所述的一种汽车铝铸连接件制备方法，其特征在于：所述精炼剂为质量百分数60～70％的六氯乙烷，10～20％的氟硅酸钠，10～20％的光卤石的混合物。
9.根据权利要求7所述的一种汽车铝铸连接件制备方法，其特征在于：在加入精炼剂时，还加入质量比为1.5～2∶4～5∶1的氟化钠，氯化钠，氯化钾混合物，所述混合物的加入量为按质量百分比1.5～2％。
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