CN111850364A

CN111850364A - 轻质高强度汽车转向节用铝合金材料

Info

Publication number: CN111850364A
Application number: CN202010579815.5A
Authority: CN
Inventors: 张班本; 周龙贵; 冯超; 何天顺
Original assignee: Qingyang Guangda Casting Co ltd
Current assignee: Qingyang Guangda Casting Co ltd
Priority date: 2020-06-23
Filing date: 2020-06-23
Publication date: 2020-10-30

Abstract

本发明公开了轻质高强度汽车转向节用铝合金材料，包括按重量百分比计的以下成分：Zn2.5‑3.5％、Mg1.1‑1.9％、Cu1.0‑2.0％、Si0.6‑1.4％、Er0.3‑0.5％、Ti0.01‑0.03％、Mn0.5‑1.0％，余量为Al和不可避免的杂质。本发明的轻质高强度汽车转向节用铝合金材料，铝合金溶液流动性好，生产时产品成品率高，力学性能好，焊接型优异。

Description

轻质高强度汽车转向节用铝合金材料

技术领域

本发明涉及汽车转向节技术领域，尤其涉及轻质高强度汽车转向节用铝合金材料。

背景技术

转向节是汽车转向系统上的重要零件之一，主要用于承受汽车前部负载，支承并带动车轮主销转动而使汽车转向。转向节承受着变化性的冲击载荷，需要具有很高的强度。转向节与转向节柱、横拉杆、减震器及制动器等零件相连，结构复杂，受力不均匀、精度要求较高。

现有转向节行业技术现状，加工工序复杂、造价高等缺陷，现有的转向节结构复杂，重量较大，增加了整车的重量。在车辆轻质化要求越来越高的情况下，铸铁材质的转向节也逐渐被淘汰。取而代之的铝合金转向节，其因质量轻、力学性能好等原因越来越受到人们的青睐。但是，铝合金材料用于转向节还存在诸多不足之处；如铸造过程中铝合金溶液流动性较差，造成成品率较低；再如铝合金材料焊接性能差，造成转向节和其他零件连接强度较低问题。基于此，如何设计一种轻质高强度汽车转向节用铝合金材料是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种轻质高强度汽车转向节用铝合金材料。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

轻质高强度汽车转向节用铝合金材料，包括按重量百分比计的以下成分：Zn2.5-3.5％、Mg1.1-1.9％、Cu1.0-2.0％、Si0.6-1.4％、Er0.3-0.5％、Ti0.01-0.03％、Mn0.5-1.0％，余量为Al和不可避免的杂质。

优选的，所述的轻质高强度汽车转向节用铝合金材料，包括按重量百分比计的以下成分：Zn2.5％、Mg1.1％、Cu1.0％、Si0.6％、Er0.3％、Ti0.01％、Mn0.5％，余量为Al和不可避免的杂质。

优选的，所述的轻质高强度汽车转向节用铝合金材料，包括按重量百分比计的以下成分：Zn3％、Mg1.5％、Cu1.5％、Si1％、Er0.4％、Ti0.02％、Mn0.8％，余量为Al和不可避免的杂质。

优选的，所述的轻质高强度汽车转向节用铝合金材料，包括按重量百分比计的以下成分：Zn3.5％、Mg1.9％、Cu2.0％、Si1.4％、Er0.5％、Ti0.03％、Mn1.0％，余量为Al和不可避免的杂质。

本发明的优点在于：本发明的轻质高强度汽车转向节用铝合金材料，铝合金溶液流动性好，生产时产品成品率高，力学性能好，焊接型优异。

附图说明

图1为不添加Er元素时铝合金的显微组织图。

图2为添加0.3-0.5％Er元素后铝合金的显微组织图。

图3为不添加Er元素时铝合金中共晶硅的形貌。

图4为添加0.3-0.5％Er元素后铝合金中共晶硅的形貌。

具体实施方式

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中的附图，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。

实施例1，轻质高强度汽车转向节用铝合金材料，包括按重量百分比计的以下成分：Zn2.5％、Mg1.1％、Cu1.0％、Si0.6％、Er0.3％、Ti0.01％、Mn0.5％，余量为Al和不可避免的杂质。

实施例2，轻质高强度汽车转向节用铝合金材料，包括按重量百分比计的以下成分：Zn3％、Mg1.5％、Cu1.5％、Si1％、Er0.4％、Ti0.02％、Mn0.8％，余量为Al和不可避免的杂质。

实施例3，轻质高强度汽车转向节用铝合金材料，包括按重量百分比计的以下成分：Zn3.5％、Mg1.9％、Cu2.0％、Si1.4％、Er0.5％、Ti0.03％、Mn1.0％，余量为Al和不可避免的杂质。

对比例1，汽车转向节用铝合金材料，包括按重量百分比计的以下成分：Zn3％、Mg1.5％、Cu1.5％、Si1％、Ti0.02％、Mn0.8％，余量为Al和不可避免的杂质。

对比例2，汽车转向节用铝合金材料，包括按重量百分比计的以下成分：Zn3％、Mg1.5％、Cu1.5％、Si1％、Er0.4％、Ti0.02％，余量为Al和不可避免的杂质。、

本发明的轻质高强度汽车转向节用铝合金材料，铝合金溶液流动性好，生产时产品成品率高，力学性能好，焊接型优异。

对各个实施例生产的产品进行性能试验，测试得到的性能数据见下表：

从上述列表中可以看出，实施例1-3的产品的各项力学性能均由于对比例1和2，这是因为：

①合金溶液中未添加Er元素时，主要物相α-Al相和Si相，且α-Al相呈粗大的枝晶状，晶粒较大、不均匀，而共晶硅呈不规则状且较粗大，分布不均；Er元素添加至合金溶液中，一部分以Al₃Er相存在，降低共晶硅的形核温度，从而抑制共晶硅的粗化，增强共晶硅相的变质效果，抑制α-Al相的形核，使α-Al相细化，形貌从粗大的枝晶状转变为细小的枝晶状，二次枝晶间距减小，分布更加均匀；共晶硅的形貌也发生较大的变化，由条状或块状转变为短棒或颗粒状，且得到了明显的细化，起到细化晶粒、净化改善共晶硅形态和弥散强化作用；一部分以固溶形式存在于基体中，起到固溶强化作用；

②Mg对Al起到强化作用，而Mn的加入，补充强化强度，降低Mg的含量，更重要的是，Mn的添加可使Mg₅Al₈均匀沉淀，提高铝合金材料的焊接性能；同时，Mn还具有阻止再结晶过程，提高再结晶温度，细化再结晶晶粒的作用，配合Er的细化晶粒作用，大大增强铝合金产品的力学性能。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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

1.轻质高强度汽车转向节用铝合金材料，其特征在于，包括按重量百分比计的以下成分：Zn2.5-3.5％、Mg1.1-1.9％、Cu1.0-2.0％、Si0.6-1.4％、Er0.3-0.5％、Ti0.01-0.03％、Mn0.5-1.0％，余量为Al和不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的轻质高强度汽车转向节用铝合金材料，其特征在于，包括按重量百分比计的以下成分：Zn2.5％、Mg1.1％、Cu1.0％、Si0.6％、Er0.3％、Ti0.01％、Mn0.5％，余量为Al和不可避免的杂质。

3.如权利要求1所述的轻质高强度汽车转向节用铝合金材料，其特征在于，包括按重量百分比计的以下成分：Zn3％、Mg1.5％、Cu1.5％、Si1％、Er0.4％、Ti0.02％、Mn0.8％，余量为Al和不可避免的杂质。

4.如权利要求1所述的轻质高强度汽车转向节用铝合金材料，其特征在于，包括按重量百分比计的以下成分：Zn3.5％、Mg1.9％、Cu2.0％、Si1.4％、Er0.5％、Ti0.03％、Mn1.0％，余量为Al和不可避免的杂质。