CN108660340A - 一种高强度铝合金轮毂制造工艺 - Google Patents

一种高强度铝合金轮毂制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高强度铝合金轮毂制造工艺,所述高强度铝合金轮毂中各化学组份的重量百分比为:Si:0.2‑0.4%、Mg:0.2‑0.6%、Fe:0.8‑1.2%、Re:0.22‑0.34%、Ti:0.01‑0.15%、Cr:1.10‑2.58%、V:0.10‑0.39%、Mn:0.35‑0.42%、Cu:0.02‑0.03%、S:≤0.002%、P:≤0.002%,余量为铝,所述铝合金轮毂的制备方法包括熔炼、锻压、热处理、喷涂防腐材料,通过本发明技术方案制备得到的铝合金轮毂抗拉强度达到378MPa以上。

Description

一种高强度铝合金轮毂制造工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及铝合金轮毂制造,具体是一种高强度铝合金轮毂制造工艺。
背景技术
[0002] 轮毂,别名轮圈,即轮胎内廓用以支撑轮胎的圆桶形、中心装配在轴上的部件。常 见的汽车轮毂有钢质轮毂及铝合金质轮毂。钢质轮毂的强度高,常用于大型载重汽车;但钢 质轮毂质量重,外形单一,不符合如今低碳、时尚的理念,正逐渐被铝合金轮毂替代。
[0003] 按照制造轮毂材质的特性分为钢质的轮毂和铝合金轮毂,与钢质汽车轮毂相比, 铝合金轮毂的优点比较明显,如铝合金轮毂具有密度小,约为钢的1/3,意味着采用相同体 积的铝合金轮毂将比钢质轮毂轻2/3。有统计表明:汽车整车质量减少10%,燃油效率可以 提升6 %〜8 %,因而推广铝合金轮毂对于节能减排、低碳生活具有重要意义。
[0004] 基于铝合金轮毂的优良性质,一些列关于铝合金轮毂工艺改进的专利文献相继报 道,如中国专利号为:CN201610633004.2,“一种高强度铝合金轮毂制造工艺”,通过该专利 文献公开的技术方案在一定程度上提高了铝合金轮毂理化特性,但该专利文献公开的技术 方案所制备得到的铝合金轮毂理化性能一般,无法适应高强度工作对象。针对现有技术不 足,至今未有一种实施有效方式解决。
发明内容
[0005] (一)解决的技术问题
[0006] 针对上述现有技术存在的不足,本发明提供一种高强度铝合金轮毂制造工艺。
[0007] (二)技术方案
[0008] 为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
[0009] —种高强度铝合金轮毂制造工艺,所述高强度铝合金轮毂中各化学组份的重量百 分比为:Si :0.2-0.4%、Mg:0.2-0.6%、Fe:0.8-1.2%、Re :0.22-0.34%、Ti :0.01-0.15%、 Cr: 1.10-2.58%、V:0.10-0.39%、Μη:0·35-0·42%、Cu:0.02-0.03%、S:彡0.002%、P:彡 0.002%,余量为铝,所述高强度铝合金轮毂的制备工艺包括以下步骤:
[0010] S1、按照上述各化学成分重量配比,称取制备原料,将原料加入到熔炉中,升温至 完全熔化,降温至740-745Γ,加入Al-5Ti-lB以及Al-C作为晶粒细化剂,细化处理45-55min 后,加入精炼剂精炼处理,精炼处理完毕扒渣,缓慢冷却后得到铝合金坯料;
[0011] S2、将步骤SI中的铝合金坯料加入到模具中,采用锻压机锻压成型,锻压过程中控 制保压时间为25-30min,保压完毕得到轮毂半成品;
[0012] S3、将步骤S2中的轮毂半成品放置到加热器中,升温至510-515°C,控制升温速度 为4_6°C/min,保温35_45min后,自然冷却至室温;
[0013] S4、将步骤S3中热处理后的轮毂半成品表面,喷涂防腐材料后得到成品。
[0014] 优选地,所述精炼剂有以下重量份的原料制成:CeF3:1.5-2g、Na3AlF6:2.5-3.5g、 氯化钠:7.2-7.4g、氯化钾:7.2-7.4g、六氯乙烷:1.5-2.5g。
[0015] 优选地,所述高强度铝合金轮毂中各化学组份的重量百分比为:Si :0.25%、Mg: 0.55%、Fe:0.9%、Re:0.28%、Ti:0.02%、Cr:2.20%、V:0.27%、Mn:0.40%、Cu:0.05%、S: 彡0.002%、P:彡0.002%,余量为铝。
[0016] 优选地,所述步骤Sl中按照上述各化学成分重量配比,称取制备原料,将原料加入 到熔炉中,升温至完全熔化,降温至742°C,加入Al-5Ti-lB以及Al-C作为晶粒细化剂,细化 处理50min后,加入精炼剂精炼处理,精炼处理完毕扒渣,缓慢冷却后得到铝合金坯料。
[0017] 优选地,所述步骤S2中将步骤Sl中的铝合金坯料加入到模具中,采用锻压机锻压 成型,锻压过程中控制保压时间为28min,保压完毕得到轮毂半成品。
[0018] 优选地,所述步骤S3中将步骤S2中的轮毂半成品放置到加热器中,升温至512°C, 控制升温速度为5°C/min,保温38min后,自然冷却至室温。
[0019] 优选地,所述精炼剂有以下重量份的原料制成:CeF3:1.8g、Na3AlF6:3. Og、氯化钠: 7.38、氯化钾:7.38、六氯乙烧:2区。
[0020] 有益效果
[0021] 本发明提供了一种高强度铝合金轮毂制造工艺,其制备工艺过程通过添加特有的 精炼剂,用于提高铝合金轮毂的抗拉强度,以及改善铝合金轮毂的延伸率。采用Al-5Ti_lB 以及Al-C复合晶粒细化剂,有效提高晶粒细化程度,明细提高铝合金轮毂的理化性能。其 中,Al-5Ti-lB细化剂具有较强的“抗中毒”能力,添加Al-5Ti-lB细化剂在细化过程中细化 剂不容易中毒失活。同时Al-C与组份材料中的金属钛形成复合物Al-Ti-C,提高晶粒细化。
具体实施方式
[0022] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例, 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部 分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出 创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0023] 实施例1:
[0024] —种高强度铝合金轮毂制造工艺,所述高强度铝合金轮毂中各化学组份的重量百 分比为:Si :0.25%、Mg:0.55%、Fe:0.9%、Re:0.28%、Ti :0.02%、Cr :2.20%、V:0.27%、 皿11:0.40%、(:11:0.05%、3:彡0.002%、?:彡0.002%,余量为铝,所述高强度铝合金轮毂的制 备工艺包括以下步骤:
[0025] S1、按照上述各化学成分重量配比,称取制备原料,将原料加入到熔炉中,升温至 完全熔化,降温至742°C,加入Al-5Ti-lB以及Al-C作为晶粒细化剂,细化处理50min后,加入 精炼剂精炼处理,精炼处理完毕扒渣,缓慢冷却后得到铝合金坯料;
[0026] S2、将步骤SI中的铝合金坯料加入到模具中,采用锻压机锻压成型,锻压过程中控 制保压时间为28min,保压完毕得到轮毂半成品;
[0027] S3、将步骤S2中的轮毂半成品放置到加热器中,升温至512°C,控制升温速度为5 °C/min,保温38min后,自然冷却至室温;
[0028] S4、将步骤S3中热处理后的轮毂半成品表面,喷涂防腐材料后得到成品。
[0029] 其中,精炼剂有以下重量份的原料制成:CeF3:1.8g、Na3AlF6:3.0g、氯化钠:7.3g、 氯化钾:7.3g、六氯乙烷:2g
[0030] 实施例2:
[0031] —种高强度铝合金轮毂制造工艺,所述高强度铝合金轮毂中各化学组份的重量百 分比为:Si :0.4%、Mg:0.6%、Fe: 1.2%、Re:0.22%、Ti :0.01%、Cr:l. 10%、V:0.39%、Mn: 0.42%、Cu:0.03%、S: <0.002%、P: <0.002%,余量为铝,所述高强度铝合金轮毂的制备 工艺包括以下步骤:
[0032] S1、按照上述各化学成分重量配比,称取制备原料,将原料加入到熔炉中,升温至 完全熔化,降温至740°C,加入Al-5Ti-lB以及Al-C作为晶粒细化剂,细化处理55min后,加入 精炼剂精炼处理,精炼处理完毕扒渣,缓慢冷却后得到铝合金坯料;
[0033] S2、将步骤SI中的铝合金坯料加入到模具中,采用锻压机锻压成型,锻压过程中控 制保压时间为25min,保压完毕得到轮毂半成品;
[0034] S3、将步骤S2中的轮毂半成品放置到加热器中,升温至510°C,控制升温速度为6 °C/min,保温45min后,自然冷却至室温;
[0035] S4、将步骤S3中热处理后的轮毂半成品表面,喷涂防腐材料后得到成品。
[0036] 其中,所述精炼剂有以下重量份的原料制成:CeF3: 2g、Na3AlF6 : 2.5g、氯化钠: 7.48、 氯化钾:7.48、六氯乙烧:2.5区。
[0037] 实施例3:
[0038] —种高强度铝合金轮毂制造工艺,所述高强度铝合金轮毂中各化学组份的重量百 分比为:Si:0.2%、Mg:0.2%、Fe:0.8%、Re:0.34%、Ti:0.15%、Cr:2.58%、V:0.10%、Mn: 0.35%、Cu:0.02%、S: <0.002%、P: <0.002%,余量为铝,所述高强度铝合金轮毂的制备 工艺包括以下步骤:
[0039] S1、按照上述各化学成分重量配比,称取制备原料,将原料加入到熔炉中,升温至 完全熔化,降温至745°C,加入Al-5Ti-lB以及Al-C作为晶粒细化剂,细化处理45min后,加入 精炼剂精炼处理,精炼处理完毕扒渣,缓慢冷却后得到铝合金坯料;
[0040] S2、将步骤SI中的铝合金坯料加入到模具中,采用锻压机锻压成型,锻压过程中控 制保压时间为30min,保压完毕得到轮毂半成品;
[0041] S3、将步骤S2中的轮毂半成品放置到加热器中,升温至515°C,控制升温速度为4 °C/min,保温35min后,自然冷却至室温;
[0042] S4、将步骤S3中热处理后的轮毂半成品表面,喷涂防腐材料后得到成品。
[0043] 其中,所述精炼剂有以下重量份的原料制成:CeF3:1.5g、Na3AIF6:2.55g、氯化钠: 7.48、 氯化钾:7.48、六氯乙烧:1.5区。
[0044] 实施例4:
[0045] —种高强度铝合金轮毂制造工艺,所述高强度铝合金轮毂中各化学组份的重量百 分比为:Si :0.25%、Mg:0.52%、Fe:0.85%、Re:0.27%、Ti :0.014%、Cr :2.24%、V:0.28%、 Mn:0.38%、Cu:0.025%、S:<0.002%、P:<0.002%,余量为铝,所述高强度铝合金轮毂的 制备工艺包括以下步骤:
[0046] S1、按照上述各化学成分重量配比,称取制备原料,将原料加入到熔炉中,升温至 完全熔化,降温至742°C,加入Al-5Ti-lB以及Al-C作为晶粒细化剂,细化处理48min后,加入 精炼剂精炼处理,精炼处理完毕扒渣,缓慢冷却后得到铝合金坯料;
[0047] S2、将步骤SI中的铝合金坯料加入到模具中,采用锻压机锻压成型,锻压过程中控 制保压时间为28min,保压完毕得到轮毂半成品;
[0048] S3、将步骤S2中的轮毂半成品放置到加热器中,升温至514°C,控制升温速度为5 °C/min,保温40min后,自然冷却至室温;
[0049] S4、将步骤S3中热处理后的轮毂半成品表面,喷涂防腐材料后得到成品。
[0050] 其中,所述精炼剂有以下重量份的原料制成:CeF3:1.58g、Na3AlF6:3.2g、氯化钠: 7.38、 氯化钾:7.38、六氯乙烷:2.28。
[0051] 实施例5:
[0052] 一种高强度铝合金轮毂制造工艺,所述高强度铝合金轮毂中各化学组份的重量百 分比为:Si:0.25%、Mg:0.52%、Fe:0.85%、Re:0.27%、Ti:0.014%、Cr:1.10%、V:0.39%、 皿11:0.42%、(:11:0.03%、3:彡0.002%、?:彡0.002%,余量为铝,所述高强度铝合金轮毂的制 备工艺包括以下步骤:
[0053] S1、按照上述各化学成分重量配比,称取制备原料,将原料加入到熔炉中,升温至 完全熔化,降温至744°C,加入Al-5Ti-lB以及Al-C作为晶粒细化剂,细化处理52min后,加入 精炼剂精炼处理,精炼处理完毕扒渣,缓慢冷却后得到铝合金坯料;
[0054] S2、将步骤SI中的铝合金坯料加入到模具中,采用锻压机锻压成型,锻压过程中控 制保压时间为28min,保压完毕得到轮毂半成品;
[0055] S3、将步骤S2中的轮毂半成品放置到加热器中,升温至513°C,控制升温速度为5 °C/min,保温41min后,自然冷却至室温;
[0056] S4、将步骤S3中热处理后的轮毂半成品表面,喷涂防腐材料后得到成品。
[0057] 其中,所述精炼剂有以下重量份的原料制成:CeF3:1.8g、Na3AlF6:3.0g、氯化钠: 7.38、 氯化钾:7.38、六氯乙烷:2.(^。
[0058] 性能测试:
[0059] 去本发明实施例1制备得到的铝合金轮毂进行性能测试,测试结构如表1所示,其 中对照1组为市售常规轮毂,对照2组为本发明实时例1制作方法步骤Sl精炼过程中,采用常 规精炼剂制备得到的铝合金轮毂。
[0060] 表1
[0061]
Figure CN108660340AD00061
[0062] 由表1可知通过本发明公开的技术方案能够明显提高铝合金轮毂的理化性能。
[0063] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,尽管参照前述实施例 对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施 例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者 替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1. 一种高强度铝合金轮毂制造工艺,其特征在于,所述高强度铝合金轮毂中各化学组 份的重量百分比为:Si :0.2-0.4%、Mg:0.2-0.6%、Fe:0.8-1.2%、Re:0.22-0.34%、Ti:
0.01-0.15% ^Cr:1.10-2.58% ^V:0.10-0.39% ^Mn:0.35-0.42% ^Cu:0.02-0.03% ^S: ^
0.002%、P: <0.002%,余量为铝,所述高强度铝合金轮毂的制备工艺包括以下步骤: 51、 按照上述各化学成分重量配比,称取制备原料,将原料加入到熔炉中,升温至完全 熔化,降温至740-745Γ,加入Al-5Ti-lB以及Al-C作为晶粒细化剂,细化处理45-55min后, 加入精炼剂精炼处理,精炼处理完毕扒渣,缓慢冷却后得到铝合金坯料; 52、 将步骤SI中的铝合金坯料加入到模具中,采用锻压机锻压成型,锻压过程中控制保 压时间为25-30min,保压完毕得到轮毂半成品; 53、 将步骤S2中的轮毂半成品放置到加热器中,升温至510-515°C,控制升温速度为4-6 °C/min,保温35_45min后,自然冷却至室温; 54、 将步骤S3中热处理后的轮毂半成品表面,喷涂防腐材料后得到成品。
2. 根据权利要求1所述的高强度铝合金轮毂制造工艺,其特征在于,所述精炼剂有以下 重量份的原料制成:CeF3:1 · 5-2g、Na3AlF6:2 · 5-3 · 5g、氯化钠:7 · 2-7 · 4g、氯化钾:7 · 2-7 · 4g、 六氯乙烧:1.5-2.5g。
3. 根据权利要求1所述的高强度铝合金轮毂制造工艺,其特征在于,所述高强度铝合金 轮毂中各化学组份的重量百分比为:Si :0.25 %、Mg :0.55 %、Fe :0.9 %、Re:0.28%、Ti:
0.02%、0:2.20%、¥:0.27%、]«11:0.40%、〇1:0.05%、5:彡0.002%、?:彡0.002%,余量为 错。
4. 根据权利要求1所述的高强度铝合金轮毂制造工艺,其特征在于,所述步骤SI中按照 上述各化学成分重量配比,称取制备原料,将原料加入到熔炉中,升温至完全熔化,降温至 742°C,加入Al-5Ti-lB以及Al-C作为晶粒细化剂,细化处理50min后,加入精炼剂精炼处理, 精炼处理完毕扒渣,缓慢冷却后得到铝合金坯料。
5. 根据权利要求1所述的高强度铝合金轮毂制造工艺,其特征在于,所述步骤S2中将步 骤Sl中的铝合金坯料加入到模具中,采用锻压机锻压成型,锻压过程中控制保压时间为 28min,保压完毕得到轮毂半成品。
6. 根据权利要求1所述的高强度铝合金轮毂制造工艺,其特征在于,所述步骤S3中将步 骤S2中的轮毂半成品放置到加热器中,升温至512°C,控制升温速度为5°C/min,保温38min 后,自然冷却至室温。
7. 根据权利要求1所述的高强度铝合金轮毂制造工艺,其特征在于,所述精炼剂有以下 重量份的原料制成:CeF3:1.8g、Na3AlF6:3. Og、氯化钠:7.3g、氯化钾:7.3g、六氯乙烷:2g。
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