CN107828992A - 一种低报废率的铝合金轮毂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低报废率的铝合金轮毂的制备方法，其各成分组成为：碳0.08‑0.15%、硅0.3‑0.4%、锰0.4‑0.7%、铬0.2‑0.3%、镍0.04‑0.06%、钼0.02‑0.05%、铌0.08‑0.1%、硫0.06‑0.07%、磷0.02‑0.03%以及余量的Al，主要通过模具预热‑调压‑制胚‑铸造‑锻造及热处理来制得。本发明制造工艺合理，不仅能提高铝合金轮毂硬度、抗拉强度和延伸率；同时，成型后的铝合金轮毂不会出现充型不完整、缩孔、热裂与缩裂等缺陷，有效提高了成品优秀率；进一步的，本发明通过改进铝合金轮毂中微量元素的成分及含量，以及改进铝合金轮毂的制造工艺，有效提高铝合金轮毂延迟断裂强度的目的。

Description

一种低报废率的铝合金轮毂的制备方法

技术领域

本发明主要涉及铝合金轮毂的制造工艺，具体涉及一种低报废率的铝合金轮毂的制备方法。

背景技术

随着社会的发展，汽车已成为人们出行不可或缺的交通工具，汽车轮毂作为汽车中重要的配件，其质量不仅仅影响汽车的美观，而且会影响汽车的安全。铝合金轮毂由于具有重量轻、强度大、制动平衡性能好、精度高、导热性好、汽车油耗低等许多优点，已经被广泛应用于汽车轮毂制造领域。

尽管铝合金轮毂的性能要比钢质轮毂好很多，但是铝合金成分以及铸造工艺的差异也使得铝合金轮毂的性能差距颇大。目前，市场上主要的铝合金轮毂产品中普遍存在镁、铁、锌含量多，熔炼中容易出现烧损，且材料质地脆、易断裂；而硅含量多，熔点低，抗拉强度达不到要求。为了满足人们对汽车轮毂性能越来越高的要求，如何提高铝合金轮毂的强度、硬度和塑性等也成为了铝合金轮毂开发的新的挑战。

目前铝合金铸件产品生产多采用低压铸造工艺，低压铸造具有模具成本低、寿命长等优点，一般工艺流程为：首先在保温桶上将铝棒融化成铝液；接着通入干燥的压缩气体，使融化的铝液在低压下进入模具型腔内，并充满型腔；最后等铝液凝固成型后将铸件顶出。但低压铸造生产的铸件硬度低、致密性差、抗拉强度小和延伸率低也是低压铸造的明显缺点。

发明内容

本发明主要提供了一种低报废率的铝合金轮毂的制备方法，用以解决上述背景技术中提出的，现有合金轮毂的制造工艺，导致轮毂报废率较多的技术问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种低报废率的铝合金轮毂的制备方法，其工艺包括以下步骤：

1)将铝合金材料进行熔炼得到铝液，铝液主要成份的重量百分比为碳0.08-0.15%、硅0.3-0.4%、锰0.4-0.7%、铬0.2-0.3%、镍0.04-0.06%、钼0.02-0.05%、铌0.08-0.1%、硫0.06-0.07%、磷0.02-0.03%以及余量的Al，所述熔炼的温度为800～950℃；

2)将模具预热至500℃，并保温0.5小时；

3)将步骤1)的铝液在720～730℃开始出炉，并经高纯度氮气除气15分钟，之后转入低压铸造机保温炉670～695℃保温1小时；加压至0.04～0.06Mpa铝液进入升液管进行升液，升液时间为5～10s；加压至0.08～0.1Mpa至铝液充满模具型腔，然后将压力调整至0.06～0.07Mpa进行保压，保压时间为200～300s；

4）制胚：熔化过程中采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等，冷却后制成合金胚体；

5）铸造：将步骤（4）的合金胚体放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温2-4h，然后向其中加入剩余量的铬、镍合金元素，搅拌均匀，保温20-30分钟，再向其中加入其它剩余组成合金元素，充分搅拌均匀，在 1550-1650℃精炼40-45min，保温20-30min后取样，分析成分后，调整成分，熔化5-10min，铸造成型，出钢温度为1450-1520℃；

6）锻造及热处理：对步骤（5）中的成型件进行锻造，开锻温度≥1250℃，终锻温度≥780℃，锻造变形量≥35%，锻造后缓慢冷却到室温再退火，退火温度 680-750℃，保温时间2-3h；然后进行淬火处理，淬火温度800-890℃，回火温度420-550℃，回火间50-60min。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明制造工艺合理，不仅能提高铝合金轮毂硬度、抗拉强度和延伸率；同时，成型后的铝合金轮毂不会出现充型不完整、缩孔、热裂与缩裂等缺陷，有效提高了成品优秀率；进一步的，本发明通过改进铝合金轮毂中微量元素的成分及含量，以及改进铝合金轮毂的制造工艺，有效提高铝合金轮毂延迟断裂强度的目的。

以下将结合具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。

具体实施方式

实施例，一种低报废率的铝合金轮毂的制备方法，其特征在于，其工艺包括以下步骤：

1)将铝合金材料进行熔炼得到铝液，铝液主要成份的重量百分比为碳0.08-0.15%、硅0.3-0.4%、锰0.4-0.7%、铬0.2-0.3%、镍0.04-0.06%、钼0.02-0.05%、铌0.08-0.1%、硫0.06-0.07%、磷0.02-0.03%以及余量的Al，所述熔炼的温度为800～950℃；

2)将模具预热至500℃，并保温0.5小时；

3)将步骤1)的铝液在720～730℃开始出炉，并经高纯度氮气除气15分钟，之后转入低压铸造机保温炉670～695℃保温1小时；加压至0.04～0.06Mpa铝液进入升液管进行升液，升液时间为5～10s；加压至0.08～0.1Mpa至铝液充满模具型腔，然后将压力调整至0.06～0.07Mpa进行保压，保压时间为200～300s；

4）制胚：熔化过程中采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等，冷却后制成合金胚体；

5）铸造：将步骤（4）的合金胚体放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温2-4h，然后向其中加入剩余量的铬、镍合金元素，搅拌均匀，保温20-30分钟，再向其中加入其它剩余组成合金元素，充分搅拌均匀，在 1550-1650℃精炼40-45min，保温20-30min后取样，分析成分后，调整成分，熔化5-10min，铸造成型，出钢温度为1450-1520℃；

6）锻造及热处理：对步骤（5）中的成型件进行锻造，开锻温度≥1250℃，终锻温度≥780℃，锻造变形量≥35%，锻造后缓慢冷却到室温再退火，退火温度 680-750℃，保温时间2-3h；然后进行淬火处理，淬火温度800-890℃，回火温度420-550℃，回火间50-60min。

上所述实施例仅表达了本发明的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.一种低报废率的铝合金轮毂的制备方法，其特征在于，其工艺包括以下步骤：

1)将铝合金材料进行熔炼得到铝液，铝液主要成份的重量百分比为碳0.08-0.15%、硅0.3-0.4%、锰0.4-0.7%、铬0.2-0.3%、镍0.04-0.06%、钼0.02-0.05%、铌0.08-0.1%、硫0.06-0.07%、磷0.02-0.03%以及余量的Al，所述熔炼的温度为800～950℃；

2)将模具预热至500℃，并保温0.5小时；

3)将步骤1)的铝液在720～730℃开始出炉，并经高纯度氮气除气15分钟，之后转入低压铸造机保温炉670～695℃保温1小时；加压至0.04～0.06Mpa铝液进入升液管进行升液，升液时间为5～10s；加压至0.08～0.1Mpa至铝液充满模具型腔，然后将压力调整至0.06～0.07Mpa进行保压，保压时间为200～300s；

4）制胚：熔化过程中采用精炼剂精炼、浇铸、铸后热处理等，冷却后制成合金胚体；

5）铸造：将步骤（4）的合金胚体放入电弧炉中熔化至熔融状态，保温2-4h，然后向其中加入剩余量的铬、镍合金元素，搅拌均匀，保温20-30分钟，再向其中加入其它剩余组成合金元素，充分搅拌均匀，在 1550-1650℃精炼40-45min，保温20-30min后取样，分析成分后，调整成分，熔化5-10min，铸造成型，出钢温度为1450-1520℃；

6）锻造及热处理：对步骤（5）中的成型件进行锻造，开锻温度≥1250℃，终锻温度≥780℃，锻造变形量≥35%，锻造后缓慢冷却到室温再退火，退火温度 680-750℃，保温时间2-3h；然后进行淬火处理，淬火温度800-890℃，回火温度420-550℃，回火间50-60min。