CN108950326A - 一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺 - Google Patents

一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN108950326A
CN108950326A CN201810941825.1A CN201810941825A CN108950326A CN 108950326 A CN108950326 A CN 108950326A CN 201810941825 A CN201810941825 A CN 201810941825A CN 108950326 A CN108950326 A CN 108950326A
Authority
CN
China
Prior art keywords
intensity
brake pedal
aluminium alloy
aluminium
production technology
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810941825.1A
Other languages
English (en)
Inventor
吕延曈
崔广澎
王君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DACHUAN PISTONS Co Ltd LONGKOU CITY
Original Assignee
DACHUAN PISTONS Co Ltd LONGKOU CITY
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DACHUAN PISTONS Co Ltd LONGKOU CITY filed Critical DACHUAN PISTONS Co Ltd LONGKOU CITY
Priority to CN201810941825.1A priority Critical patent/CN108950326A/zh
Publication of CN108950326A publication Critical patent/CN108950326A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • C22C21/04—Modified aluminium-silicon alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/002—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺，属于刹车踏板制造领域，其成分按质量百分数包括以下组分：Si：9％‑11％，Cu≤0.1％，Mn≤0.45％，Ti≤0.15％，Ni≤0.05％，Sr：0.002％‑0.0035％，Mg：0.2％‑0.45％，Fe≤0.55％，Zn≤0.1％，Pb≤0.05％，P≤0.002％，不可避免的杂质元素≤0.15％，其中每种元素≤0.05％，其余为Al，能够提高踏板材料的延伸率和降低材料的脆性，从而增强踏板材料的强度和韧性，延长踏板材料的使用寿命，保障其使用的安全性。

Description

一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺，属于刹车踏板制造领域。
背景技术
刹车踏板是限制汽车动力的踏板，即脚刹的踏板，刹车踏板用于减速停车，是汽车驾驶五大操纵件之一，使用频次非常高，直接影响着汽车驾驶的安全性，现有技术中的刹车踏板一般采用的是铁质踏板或铝合金踏板，但是该铁质踏板货铝合金踏板由于其材料的局限性，强度和韧性均较差，使用时正常情况下无法发现其不足，但是如果施加较高强度的破坏力，会发生弯曲、断裂等状况，严重影响其正常使用，在遇到危险状况时，发生断裂会严重危害驾驶者的生命安全，因此在刹车踏板的材料及其生产工艺方面需要进一步对其技术进行改进，是亟需解决的重要问题。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺，能够提高踏板材料的延伸率和降低材料的脆性，从而增强踏板材料的强度和韧性，延长踏板材料的使用寿命，保障其使用的安全性。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料，其成分按质量百分数包括以下组分：Si：9％-11％，Cu≤0.1％，Mn≤0.45％，Ti≤0.15％，Ni≤0.05％，Sr：0.002％-0.0035％，Mg：0.2％ -0.45％，Fe≤0.55％，Zn≤0.1％，Pb≤0.05％，P≤0.002％，不可避免的杂质元素≤0.15％，其中每种元素≤0.05％，其余为Al。
本发明的有益效果是：通过严格控制P的含量，降低材料的脆性，通过采用Sr变质提高合金的延伸率，结合各种元素的共同作用，提高材料的延伸率和降低材料的脆性，同时增强材料的强度和韧性。
首先，硅是改善流动性的主要成份，从共晶到过共晶都能得到最好的流动性，另外硅可改善抗拉强度、硬度、切削性及高温时的强度，从而使延伸率降低，其与铝形成的铝硅合金具有极好的铸造性能和抗蚀性，如果加入铜形成的合金固溶强化效果好，能进一步提高强度；锰能改善含铜、含硅合金的高温强度，能够阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显著细化再结晶晶粒，同时能够溶解杂质铁，减小铁的有害影响；镍和铜一样，能够增加抗拉强度和硬度，对耐蚀性影响很大，能够改善高温强度；钛在铝合金中只需要微量即可以提高铝合金的机械性能，锶是面活性元素，在结晶学上能改变金属间化合物相的行为，在铝合金中加入锶能够提高材料的力学性能和塑性加工性，改善制品表面的粗糙度，但是过量的锶反而会破坏合金组织，并在铸造时出现吸气现象，。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述铝合金刹车踏板材料按质量百分数包括以下组分：Si： 9.5％-10.5％，Cu：0.5％-0.8％，Mn:0.25％-0.35％，Ti：0.08％-0.1％， Ni:0.02％-0.04％，Sr：0.003％，Mg：0.35％-0.4％，Fe：0.35％-0.45％， Zn≤0.1％，Pb≤0.05％，P≤0.002％，不可避免的杂质元素≤0.15％，其中每种元素≤0.05％，其余为Al。
采用上述进一步方案的有益效果是，进一步提高材料的强度和韧性。
一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料的生产工艺，其步骤为：
(1)备料：准备好铝料、Si原料，以及Cu、Mn、Ni、Ti分别与铝的合金，并进行成分检测，其中铝料中的含P元素不超过0.001％，Si原料中含 P元素不超过0.0005％，除Ti元素以外，保证各组分符合百分比的要求，其中Ti元素不超过0.75％；
(2)清理坩埚，以将坩埚内壁附着的铝渣清理干净为标准；
(3)将准备好的原料加入坩埚中熔融，调整熔融温度为750-780℃，熔融2小时，然后调整至变质温度730-760℃，加入清渣剂，搅拌；
(4)将铝液温度调至740℃，添加规定质量的变质剂锶杆和钛硼丝，其中钛硼丝中Ti的含量不超过0.75％，搅拌均匀，进行除气操作，通氮气；
(5)静置20分钟，调整至浇铸温度730-760℃，浇铸试样检测各元素的组分占比，如符合标准则进行浇铸，如果不符合组分占比，则根据检测结果添加相应的元素；
(6)热处理：510℃温度下淬火6小时，170℃温度下回火8小时，得到铝合金产品。
进一步，第(1)步中所述铝料采用回炉料和铝锭组成，其中回炉料的质量占比不超过30％，铝锭中P元素的含量不超过0.0005％。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过使用回炉料降低生产成本，减少浪费；通过严格控制P元素的含量，降低材料的脆性。
进一步，第(1)步中Si原料采用AlSi10Mg化合物。
进一步，第(1)步中所述Cu、Mn、Ni、Ti分别与铝形成的合金中，Cu、 Mn、Ni、Ti的质量百分比为10％。
进一步，第(3)步中清渣剂的添加标准为：每300kg铝液加入3kg的清渣剂。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过控制清渣剂的使用量，达到最好的清渣效果。
进一步，第(4)步骤中搅拌标准为：100转搅拌10分钟，300转搅拌 15分钟，100转搅拌5分钟。
进一步，第(4)步中除气操作的参数为：除气时间为30分钟，除气压力为0.75-1.5Mpa。
进一步，第(4)步中锶杆和钛硼丝的添加方式为：每300Kg铝液中添加100g10％的锶杆和60g钛硼丝。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料，其成分按质量百分数包括以下组分：Si：9％-11％，Cu≤0.1％，Mn≤0.45％，Ti≤0.15％，Ni≤0.05％， Sr：0.002％-0.0035％，Mg：0.2％-0.45％，Fe≤0.55％，Zn≤0.1％，Pb ≤0.05％，P≤0.002％，不可避免的杂质元素≤0.15％，其中每种元素≤ 0.05％，其余为Al。
本发明的有益效果是：通过严格控制P的含量，降低材料的脆性，通过采用Sr变质提高合金的延伸率，结合各种元素的共同作用，提高材料的延伸率和降低材料的脆性，同时增强材料的强度和韧性。
首先，硅是改善流动性的主要成份，从共晶到过共晶都能得到最好的流动性，另外硅可改善抗拉强度、硬度、切削性及高温时的强度，从而使延伸率降低，其与铝形成的铝硅合金具有极好的铸造性能和抗蚀性，如果加入铜形成的合金固溶强化效果好，能进一步提高强度；锰能改善含铜、含硅合金的高温强度，能够阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显著细化再结晶晶粒，同时能够溶解杂质铁，减小铁的有害影响；镍和铜一样，能够增加抗拉强度和硬度，对耐蚀性影响很大，能够改善高温强度；钛在铝合金中只需要微量即可以提高铝合金的机械性能，锶是面活性元素，在结晶学上能改变金属间化合物相的行为，在铝合金中加入锶能够提高材料的力学性能和塑性加工性，改善制品表面的粗糙度。
一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料的生产工艺，其步骤为：
(1)备料：准备好铝料、Si原料，以及Cu、Mn、Ni、Ti分别与铝的合金，所述Cu、Mn、Ni、Ti分别与铝形成的合金中，Cu、Mn、Ni、Ti的质量百分比为10％，并进行成分检测，所述铝料采用回炉料和铝锭组成，其中回炉料的质量占比不超过30％，其中铝料中的含P元素不超过0.001％，Si 原料采用AlSi10Mg化合物，Si原料中含P元素不超过0.0005％，除Ti元素以外，保证各组分符合百分比的要求，其中Ti元素不超过0.75％；
(2)清理坩埚，以将坩埚内壁附着的铝渣清理干净为标准；
(3)将准备好的原料加入坩埚中熔融，调整熔融温度为760℃，熔融2 小时，然后调整至变质温度740℃，加入清渣剂，清渣剂的添加标准为：每 300kg铝液加入3kg的清渣剂，搅拌；
(4)将铝液温度再次调至740℃，添加规定质量的变质剂锶杆和钛硼丝，锶杆和钛硼丝的添加方式为：每300Kg铝液中添加100g10％的锶杆和60g 钛硼丝，其中钛硼丝中Ti的含量不超过0.75％，搅拌均匀，搅拌标准为： 100转搅拌10分钟，300转搅拌15分钟，100转搅拌5分钟，进行除气操作，除气操作的参数为：除气时间为30分钟，除气压力为0.75-1.5Mpa，通氮气；
(5)静置20分钟，调整至浇铸温度750℃，浇铸试样检测各元素的组分占比，如符合标准则进行浇铸，如果不符合组分占比，则根据检测结果添加相应的元素；
(6)热处理：510℃温度下淬火6小时，170℃温度下回火8小时，得到铝合金产品。
浇铸的合格试样的主要元素成分表见下表：
使用实施例1的配方制成刹车踏板，标记为实施例，并保证与铁质踏板的形状结构一模一样，铁质踏板标记为对比例，进行破坏性试验，试验结果如下见下表：
组名\施加力 6KN-7KN 10KN 20KN
实验例 未变形 弯曲变形量0.4mm 断裂
对比例 弯曲变形量0.6mm 断裂 断裂
由以上实验数据可知，采用本发明公开的特定参数范围的各种元素铸造的铝合金，相同的外力条件下，本发明所公开的产品具有更高的强度和韧性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料，其特征在于：其成分按质量百分数包括以下组分：Si：9％-11％，Cu≤0.1％，Mn≤0.45％，Ti≤0.15％，Ni≤0.05％，Sr：0.002％-0.0035％，Mg：0.2％-0.45％，Fe≤0.55％，Zn≤0.1％，Pb≤0.05％，P≤0.002％，不可避免的杂质元素≤0.15％，其中每种元素≤0.05％，其余为Al。
2.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺，其特征在于：所述铝合金刹车踏板材料按质量百分数包括以下组分：Si：9.5％-10.5％，Cu：0.5％-0.8％，Mn:0.25％-0.35％，Ti：0.08％-0.1％，Ni:0.02％-0.04％，Sr：0.003％，Mg：0.35％-0.4％，Fe：0.35％-0.45％，Zn≤0.1％，Pb≤0.05％，P≤0.002％，不可避免的杂质元素≤0.15％，其中每种元素≤0.05％，其余为Al。
3.根据权利要求1或2所述的一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料的生产工艺，其特征在于：其步骤为：
(1)备料：准备好铝料、Si原料，以及Cu、Mn、Ni、Ti分别与铝的合金，并进行成分检测，其中铝料中的含P元素不超过0.001％，Si原料中含P元素不超过0.0005％，除Ti元素以外，保证各组分符合百分比的要求，其中Ti元素不超过0.75％；
(2)清理坩埚，以将坩埚内壁附着的铝渣清理干净为标准；
(3)将准备好的原料加入坩埚中熔融，调整熔融温度为750-780℃，熔融2小时，然后调整至变质温度730-760℃，加入清渣剂，搅拌；
(4)将铝液温度调至740℃，添加规定质量的变质剂锶杆和钛硼丝，其中钛硼丝中Ti的含量不超过0.75％，搅拌均匀，进行除气操作，通氮气；
(5)静置20分钟，调整至浇铸温度730-760℃，浇铸试样检测各元素的组分占比，如符合标准则进行浇铸，如果不符合组分占比，则根据检测结果添加相应的元素；
(6)热处理：510℃温度下淬火6小时，170℃温度下回火8小时，得到铝合金产品。
4.根据权利要求3所述的一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺，其特征在于：第(1)步中所述铝料采用回炉料和铝锭组成，其中回炉料的质量占比不超过30％，铝锭中P元素的含量不超过0.0005％。
5.根据权利要求3所述的一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺，其特征在于：第(1)步中Si原料采用AlSi 10Mg化合物。
6.根据权利要求3所述的一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺，其特征在于：第(1)步中所述Cu、Mn、Ni、Ti分别与铝形成的合金中，Cu、Mn、Ni、Ti的质量百分比为10％。
7.根据权利要求3所述的一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺，其特征在于：第(3)步中清渣剂的添加标准为：每300kg铝液加入3kg的清渣剂。
8.根据权利要求3所述的一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺，其特征在于：第(4)步骤中搅拌标准为：100转搅拌10分钟，300转搅拌15分钟，100转搅拌5分钟。
9.根据权利要求3所述的一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺，其特征在于：第(4)步中除气操作的参数为：除气时间为30分钟，除气压力为0.75-1.5Mpa。
10.根据权利要求3所述的一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺，其特征在于：第(4)步中锶杆和钛硼丝的添加方式为：每300Kg铝液中添加100g10％的锶杆和60g钛硼丝。
CN201810941825.1A 2018-08-17 2018-08-17 一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺 Pending CN108950326A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810941825.1A CN108950326A (zh) 2018-08-17 2018-08-17 一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810941825.1A CN108950326A (zh) 2018-08-17 2018-08-17 一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108950326A true CN108950326A (zh) 2018-12-07

Family

ID=64470535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810941825.1A Pending CN108950326A (zh) 2018-08-17 2018-08-17 一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108950326A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113005341A (zh) * 2021-02-23 2021-06-22 珠海市润星泰电器有限公司 一种高导热铝合金及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1643171A (zh) * 2002-04-10 2005-07-20 美国国家航空暨太空总署 高温应用中的高强度铝合金
CN103146962A (zh) * 2013-03-26 2013-06-12 湖南大学 汽车车身用高性能压铸铝合金及其制备方法
CN107923004A (zh) * 2015-08-13 2018-04-17 美铝美国公司 改善的3xx铝铸造合金及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1643171A (zh) * 2002-04-10 2005-07-20 美国国家航空暨太空总署 高温应用中的高强度铝合金
CN103146962A (zh) * 2013-03-26 2013-06-12 湖南大学 汽车车身用高性能压铸铝合金及其制备方法
CN107923004A (zh) * 2015-08-13 2018-04-17 美铝美国公司 改善的3xx铝铸造合金及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113005341A (zh) * 2021-02-23 2021-06-22 珠海市润星泰电器有限公司 一种高导热铝合金及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9322086B2 (en) Aluminum pressure casting alloy
CA3021397C (en) Die casting alloy
EP3121302B1 (en) Aluminum alloy for die casting, and die-cast aluminum alloy using same
JP5469100B2 (ja) 加圧鋳造用アルミニウム合金および同アルミニウム合金鋳物
US20150071815A1 (en) Aluminum alloy
JP5374062B2 (ja) 鍛造用鋼、鍛鋼品、及びクランク軸
EP1882754B1 (en) Aluminium alloy
WO2013144343A1 (en) Alloy and method of production thereof
EP1882753A1 (en) Aluminium alloy
CA2909232A1 (en) Low-oxygen clean steel and low-oxygen clean steel product
WO2018189869A1 (ja) ダイカスト用アルミニウム合金およびこれを用いたアルミニウム合金ダイカスト
US20190211426A1 (en) Spheroidal graphite cast iron
EP4067521A1 (en) Aluminum alloy and preparation method therefor
EP3732304A1 (en) Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant
EP3216884B1 (en) Aluminum alloy for die casting and aluminum-alloy die cast obtained therefrom
US20180274066A1 (en) Nodular cast alloy
CN108950326A (zh) 一种高强度高韧性铝合金刹车踏板材料及其生产工艺
KR102589669B1 (ko) 스크롤 부재 및 스크롤 단조품의 제조 방법
JP2006322062A (ja) 鋳造用アルミニウム合金および同アルミニウム合金鋳物
CN115446459A (zh) 一种高强钢激光焊接填料、接头及方法
JPH1112673A (ja) アルミニウム合金鋳物及びその製造法
CN114875302A (zh) 一种低合金钢及其制备方法与应用
CN114855034A (zh) 一种高屈服强度铝合金及其制备方法
KR100909699B1 (ko) 충격에너지가 향상된 알루미늄 합금 및 이로부터 제조된압출재
CN113462914A (zh) 耐腐蚀铝锭及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181207

RJ01 Rejection of invention patent application after publication