CN111979381B - 一种防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法 - Google Patents

一种防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111979381B
CN111979381B CN202010870879.0A CN202010870879A CN111979381B CN 111979381 B CN111979381 B CN 111979381B CN 202010870879 A CN202010870879 A CN 202010870879A CN 111979381 B CN111979381 B CN 111979381B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum
hub
iron composite
casting
iron
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.)
Active
Application number
CN202010870879.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111979381A (zh
Inventor
陈翌庆
赵斌
陈旭
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.)
Laitway Technology Tianjin Co ltd
Hefei University of Technology
Original Assignee
Laitway Technology Tianjin Co ltd
Hefei University of Technology
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 Laitway Technology Tianjin Co ltd, Hefei University of Technology filed Critical Laitway Technology Tianjin Co ltd
Priority to CN202010870879.0A priority Critical patent/CN111979381B/zh
Publication of CN111979381A publication Critical patent/CN111979381A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111979381B publication Critical patent/CN111979381B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/16—Casting in, on, or around objects which form part of the product for making compound objects cast of two or more different metals, e.g. for making rolls for rolling mills
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/68—Temporary coatings or embedding materials applied before or during heat treatment
    • C21D1/70—Temporary coatings or embedding materials applied before or during heat treatment while heating or quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/34—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tyres; for rims
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Abstract

本发明公开了一种防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法，特征是将铝铁复合铸造轮毂带着铸芯一并脱模后，用硅酸铝棉板包覆轮毂内圆部分，放入60℃‑90℃的水中淬火2‑5min；保留铸芯，只取下包覆的硅酸铝棉板后将含有铸芯的铝铁复合铸造轮毂在525℃—545℃保温3—5h；然后再次将含有铸芯的铝铁复合铸造轮毂用硅酸铝棉板包覆后在60℃‑90℃的水中淬火2‑5min；最后取下铸芯和包覆的硅酸铝棉板，将铝铁复合轮毂在190—210℃保温3—5h后空冷至常温。本发明方法减少了因冷却收缩在铝铁复合界面上产生的拉应力，解决了铝铁复合铸造轮毂铝铁复合界面热处理易开裂的问题，可将铝铁复合铸造轮毂的剪切性能提升到46.12MPa，满足铝铁复合铸造汽车轮毂的使用需求和规模化生产需求。

Description

一种防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法
技术领域
本发明属于汽车零部件热处理工艺技术领域，具体涉及防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法。
背景技术
近年来，汽车轻量化已成为汽车材料研发的一个重要方向，而钢铁和铝合金作为汽车工业的主要原材料，铝铁双金属复合材料是满足轻量化需求的优秀解决方案。中国《特种铸造及有色合金》(2013年第33卷第6期，503-506页)介绍了一种通过铝铁双金属液-固复合铸造的工艺，在铸铁缸套上浇注铝合金，将铝合金和铸铁二者的性能优势结合在一起制备的铝铁双金属复合发动机缸体。但由于铝铁复合界面处易产生脆性的Al-Fe相，且铝合金和铸铁的热收缩系数差异较大，在复合铸件冷却过程中，铝铁复合界面会产生拉应力而导致铝铁复合界面处易发生开裂，从而大大降低了复合铸件的综合性能。而采用液-固复合铸造方式制备的铝铁复合铸造轮毂，在实际生产应用中，还必须通过热处理固溶强化才能满足使用需求，从而导致在铝铁复合铸造轮毂铸件淬火时轮毂铸件内外两侧同时遇冷收缩，铝铁复合界面处产生较大的拉应力，致使铝铁复合界面开裂，严重影响轮毂的性能，限制了铝铁复合铸造轮毂的普及应用。
发明内容
本发明的目的是提出一种防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法，以克服现有热处理方式淬火时铝铁复合铸件界面易产生裂纹的缺点，提升热处理后轮毂铝铁冶金结合界面的强度，获得满足生产与使用需求的铝铁双金属复合铸造轮毂。
本发明防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法，其特征在于：
将包括由球墨铸铁镶件(1)和铝合金轮毂本体(2)组成的铝铁复合铸造轮毂铸件带着铸芯(5)一并脱模后，先保留铸芯(5)进行淬火前硅酸铝棉板包覆处理：将轮毂大圆端面置于硅酸铝棉板下托盘(6)上，在轮毂另一侧小圆端面盖上硅酸铝棉板隔热盖(4)，以包覆铝铁复合铸造轮毂内圆部分，然后放入60℃-90℃的水中淬火2-5min；
再取下隔热盖(4)与下托盘(6)，保留铸芯(5)，将含有铸芯(5)的铝铁复合铸造轮毂在525℃—545℃保温3—5h；
然后再次将含有铸芯(5)的铝铁复合铸造轮毂大圆端面置于硅酸铝棉板下托盘(6)上，在轮毂另一侧小圆端面盖上硅酸铝棉板隔热盖(4)，包覆铝铁复合铸造轮毂内圆部分后放入60℃-90℃的水中淬火2-5min；
最后取下隔热盖(4)和下托盘(6)，取出铸芯(5)，将铝铁复合轮毂在190—210℃保温3—5h后空冷至常温，即得到铝铁复合铸造轮毂成品。
与现有只进行常规热处理的铝铁复合轮毂相比较，本发明由于采取了在淬火前将轮毂内圆部分用硅酸铝棉板包覆后再进行淬火和保温的热处理过程的做法，保证了铸件的冷却过程由外部铝合金轮毂本体向内部球墨铸铁镶件单向进行，减少了铝合金轮毂本体与球墨铸铁镶件因冷却收缩在铝铁复合界面上产生的拉应力，解决了现有铝铁复合铸造轮毂由于铝铁热收缩系数不同带来的铝铁复合界面热处理易开裂的问题，适用于采用液-固复合铸造方式制备的铝铁复合铸造轮毂。获得了良好的铝铁冶金结合界面，将铝铁复合铸造轮毂的剪切性能从现有只进行热处理的铝铁复合轮毂通常的10-20MPa提升到了平均41.87MPa，从而可满足铝铁复合铸造汽车轮毂的使用需求和规模化生产需求。
附图说明
图1为准备采用本发明方法之前的铝铁复合铸造轮毂剖视示意图。
图2为采取本发明方法在淬火前用硅酸铝棉板包覆处理的铝铁复合铸造轮毂剖视示意图。
图3为采取本发明方法在实施例1中制备得到的铝铁复合界面SEM图
图4为作为实施例1对比的未经淬火前硅酸铝棉板包覆处理、只进行常规热处理过程得到的铝铁复合界面SEM图。
图5为采取本发明方法在实施例2中制备得到的铝铁复合界面SEM图
图6为作为实施例2对比的未经淬火前硅酸铝棉板包覆处理，只进行常规热处理过程得到的铝铁复合界面SEM图。
图7为采取本发明方法在实施例3中制备得到的铝铁复合界面SEM图
图8为作为实施例3对比的未经淬火前硅酸铝棉板包覆处理，只进行常规热处理过程得到的铝铁复合界面SEM图。
具体实施方式
实施例1：
图1为本发明实施例中拟采用本发明方法处理之前的采用液-固复合铸造方式制备的铝铁复合铸造轮毂剖视示意图，该铝铁复合铸造轮毂包括由球墨铸铁镶件(1)和铝合金轮毂本体(2)组成，其内圆部直径为180mm，上部小圆端面直径为220mm，下部大圆端面外径为400mm，大圆端面突出圆环直径为210mm。图2为采取本发明方法在淬火前用硅酸铝棉板包覆处理的铝铁复合铸造轮毂剖视示意图，其中与铝铁复合铸造轮毂的上部小圆端面和下部大圆端面突出圆环处分别对应包覆硅酸铝棉板制成的隔热盖(4)和下托盘(6)，使硅酸铝棉板能较充分地包覆铝铁复合铸造轮毂的内圆部分。
以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步阐述说明。
本实施例是本发明一种防止铝铁复合铸造轮毂淬火产生裂纹的热处理方法的具体实施工艺操作过程，包括如下步骤：
首先准备对铝铁复合铸造轮毂淬火前包覆处理使用的硅酸铝棉板。本实施例中选用的是祁源耐火节能材料有限公司生产的符合《绝热用硅酸铝棉及其制品》(GB/T16400-2015)要求的硅酸铝棉板(规格1000mmⅹ600mmⅹ50mm)，为方便操作，裁取长300mm、宽300mm、厚50mm的硅酸铝棉板，在硅酸铝棉板中心处铣一个与铝铁复合铸造轮毂上部小圆端面圆环外径相配合的高20mm、φ220mm的凹圆，制得隔热盖(4)；裁取长500mm、宽500mm、厚50mm的硅酸铝棉板，在硅酸铝棉板中心处铣一个与铝铁复合铸造轮毂下部大圆端面突出圆环外径相配合的高20mm、φ210mm的凹圆，制得下托盘(6)；
对铝铁复合铸造轮毂进行包覆处理，将包括由球墨铸铁镶件(1)和铝合金轮毂本体(2)组成的铝铁复合铸造轮毂带着铸芯(5)一并脱模，使轮毂大圆端面的突出圆环对准下托盘(6)圆孔，整体置于由硅酸铝棉板制成的下托盘(6)上，在轮毂另一侧小圆端面盖上由硅酸铝棉板制成的隔热盖(4)，在如此用硅酸铝棉板包覆的状态下，放入60℃-90℃的水中淬火2-5min(本实施例中具体采取了在80℃的水中淬火3min)；
在上述淬火完毕后，取下隔热盖(4)和下托盘(6)，将含有铸芯(5)的铝铁复合铸造轮毂放入保温炉中，在525℃—545℃保温3—5h(本实施例中具体采取了在535℃保温4h)；
然后再次将含有铸芯(5)的铝铁复合铸造轮毂大圆端面的突出圆环对准下托盘(6)圆孔，整体置于由硅酸铝棉板制成的下托盘(6)上，在轮毂另一侧小圆端面盖上由硅酸铝棉板制成的隔热盖(4)，在如此用硅酸铝棉板包覆的状态下，再次放入60℃-90℃的水中淬火2-5min(本实施例中具体采取了在80℃的水中淬火3min)；
最后取下铸芯(5)、隔热盖(4)和下托盘(6)，将铝铁复合轮毂放入时效炉中，在190—210℃保温3—5h(本实施例中具体采取了在200℃保温4h)后，将铝铁复合铸造轮毂从炉中取出，空冷至常温，即得到防止淬火裂纹热处理后的铝铁复合铸造轮毂成品。
图3为本发明实施例1中制备得到的铝铁复合界面扫描电子显微镜(SEM)图像，图中下侧为球墨铸铁镶件(1)，上侧为铝合金轮毂本体(2)，由图3可以明显看出，在铝铁复合界面(3)处，铝和铁之间发生相互扩散，形成了具有良好冶金结合，厚度在35-45μm，完整无裂纹的铝铁复合界面(3)；说明了通过淬火前将轮毂内圆部分用硅酸铝棉板包覆后再进行淬火和保温的热处理过程，使外部铝合金轮毂本体(2)先发生冷却收缩，再使球墨铸铁镶件(1)随铝合金轮毂本体(2)冷却的方法，可以避免两者同时冷却收缩而导致的铝铁复合界面(3)开裂，有效减少因冷却收缩在铝铁复合界面(3)上产生的拉应力，解决铝铁复合界面(3)热处理易开裂的问题；对试样进行剪切性能测试，其剪切强度为46.12MPa。
图4为现有铝铁复合铸造轮毂未经淬火前硅酸铝棉板包覆处理，铸件脱模后直接在80℃的水中淬火3min，在535℃保温4h后于80℃的水中淬火3min，最后在200℃保温4h得到的铝铁复合界面扫描电子显微镜(SEM)图像，图中右侧为球墨铸铁镶件(1)，左侧为铝合金轮毂本体(2)，可以看出，图4中现有未经淬火前硅酸铝棉板包覆的通常热处理铝铁复合界面(3)处，铝铁之间也发生了相互扩散，形成了厚度在35μm—45μm的铝铁复合界面(3)。但由于未进行淬火前硅酸铝棉板包覆处理，该铸件在淬火时球墨铸铁镶件(1)与铝合金轮毂本体(2)同时发生冷却收缩，两者各自收缩产生的拉应力导致铝铁复合界面(3)处发生开裂；在制备剪切性能测试试样时，试样已经发生断裂，严重影响铝铁复合铸造轮毂的性能。
实施例2：
本实施例防止铝铁复合铸造轮毂淬火产生裂纹的热处理方法的具体实施工艺操作过程包括如下步骤：
首先制备铝铁复合铸造轮毂淬火前包覆处理的硅酸铝棉板，本实施例选用祁源耐火节能材料有限公司生产的符合《绝热用硅酸铝棉及其制品》(GB/T16400-2015)要求的硅酸铝棉板(规格1000mmⅹ600mmⅹ40mm)，为方便操作，裁取长300mm、宽300mm、厚40mm的硅酸铝棉板，在硅酸铝棉板中心处铣一个高20mm、φ220mm的圆，制得隔热盖(4)；裁取长500mm、宽500mm、厚40mm的硅酸铝棉板，在硅酸盐板中心处铣一个高20mm、φ210mm的圆，制得下托盘(6)；
对铝铁复合铸造轮毂进行包覆处理，将包括由球墨铸铁镶件(1)和铝合金轮毂本体(2)组成的铝铁复合铸造轮毂带着铸芯(5)一并脱模，使轮毂大圆端面的突出圆环对准下托盘(6)圆孔，整体置于由硅酸铝棉板制成的下托盘(6)上，在轮毂另一侧小圆端面盖上由硅酸铝棉板制成的隔热盖(4)，在如此用硅酸铝棉板包覆的状态下，放入60℃-90℃的水中淬火2-5min(本实施例中具体采取了在60℃的水中淬火2min)；
在上述淬火完毕后，取下隔热盖(4)和下托盘(6)，将含有铸芯(5)的铝铁复合铸造轮毂放入保温炉中，在525℃—545℃保温3—5h(本实施例中具体采取了在525℃保温3h)；
然后将含有铸芯(5)的铝铁复合铸造轮毂大圆端面的突出圆环对准下托盘(6)圆孔，整体置于由硅酸铝棉板制成的下托盘(6)上，在轮毂另一侧小圆端面盖上由硅酸铝棉板制成的隔热盖(4)，在如此用硅酸铝棉板包覆的状态下，再次放入60℃-90℃的水中淬火2-5min(本实施例中具体采取了在60℃的水中淬火2min)；
最后取下铸芯(5)、隔热盖(4)和下托盘(6)，将铝铁复合轮毂放入时效炉中，在190—210℃保温3—5h(本实施例中具体采取了在190℃保温3h)后，将铝铁复合铸造轮毂从炉中取出，空冷至常温，即得到防止淬火裂纹热处理后的铝铁复合铸造轮毂成品。
图5为本发明实施例2中制备得到的铝铁复合界面扫描电子显微镜(SEM)图像，图中右下侧为球墨铸铁镶件(1)，左上侧为铝合金轮毂本体(2)，由图5可以明显看出，在铝铁复合界面(3)处，铝和铁之间发生相互扩散，形成了具有良好冶金结合，厚度在25-35μm，完整无裂纹的铝铁复合界面(3)；说明了通过淬火前将轮毂内圆部分用硅酸铝棉板包覆后再进行淬火和保温的热处理过程，使外部铝合金轮毂本体(2)先发生冷却收缩，再使球墨铸铁镶件(1)随铝合金轮毂本体(2)冷却的方法，可以避免两者同时冷却收缩而导致的铝铁复合界面(3)开裂，有效减少因冷却收缩在铝铁复合界面(3)上产生的拉应力，解决铝铁复合界面(3)热处理易开裂的问题；对试样进行剪切性能测试，其剪切强度为42.93MPa。
图6为现有铝铁复合铸造轮毂未经淬火前硅酸铝棉板包覆处理，铸件脱模后直接在60℃的水中淬火2min，在525℃保温3h后于60℃的水中淬火2min，最后在190℃保温3h得到的铝铁复合界面扫描电子显微镜(SEM)图像，图中右侧为球墨铸铁镶件(1)，左侧为铝合金轮毂本体(2)，可以看出，图6中现有未经淬火前硅酸铝棉板包覆的通常热处理铝铁复合界面(3)处，铝铁之间发生了相互扩散，形成了厚度在25μm—35μm的铝铁复合界面(3)。但由于未进行淬火前硅酸铝棉板包覆处理，该铸件在淬火时球墨铸铁镶件(1)与铝合金轮毂本体(2)同时发生冷却收缩，两者各自收缩产生的拉应力导致铝铁复合界面(3)处部分开裂，对该试样进切性能测试，其剪切强度为17.20MPa。
实施例3：
本实施例防止铝铁复合铸造轮毂淬火产生裂纹的热处理方法的具体实施工艺操作过程包括如下步骤：
首先制备铝铁复合铸造轮毂淬火前包覆处理的硅酸铝棉板，本实施例选用祁源耐火节能材料有限公司生产的符合《绝热用硅酸铝棉及其制品》(GB/T16400-2015)要求的硅酸铝棉板(规格1000mmⅹ600mmⅹ60mm)，为方便操作，裁取长300mm、宽300mm、厚60mm的硅酸铝棉板，在硅酸盐板中心处铣一个高20mm、φ220mm的圆，制得隔热盖(4)；裁取长500mm、宽500mm、厚60mm的硅酸铝棉板，在硅酸盐板中心处铣一个高20mm、φ210mm的圆，制得下托盘(6)；
对铝铁复合铸造轮毂进行包覆处理，将包括由球墨铸铁镶件(1)和铝合金轮毂本体(2)组成的铝铁复合铸造轮毂带着铸芯(5)一并脱模，使轮毂大圆端面的突出圆环对准下托盘(6)圆孔，整体置于由硅酸铝棉板制成的下托盘(6)上，在轮毂另一侧小圆端面盖上由硅酸铝棉板制成的隔热盖(4)，在如此用硅酸铝棉板包覆的状态下，放入60℃-90℃的水中淬火2-5min(本实施例中具体采取了在90℃的水中淬火5min)；
在上述淬火完毕后，取下隔热盖(4)和下托盘(6)，将含有铸芯(5)的铝铁复合铸造轮毂放入保温炉中，在525℃—545℃保温3—5h(本实施例中具体采取了在545℃保温5h)；
然后将含有铸芯(5)的铝铁复合铸造轮毂大圆端面的突出圆环对准下托盘(6)圆孔，整体置于由硅酸铝棉板制成的下托盘(6)上，在轮毂另一侧小圆端面盖上由硅酸铝棉板制成的隔热盖(4)，在如此用硅酸铝棉板包覆的状态下，再次放入60℃-90℃的水中淬火2-5min(本实施例中具体采取了在90℃的水中淬火5min)；
最后取下铸芯(5)、隔热盖(4)和下托盘(6)，将铝铁复合轮毂放入时效炉中，在190—210℃保温3—5h(本实施例中具体采取了在210℃保温5h)后，将铝铁复合铸造轮毂从炉中取出，空冷至常温，即得到防止淬火裂纹热处理后的铝铁复合铸造轮毂成品。
图7为本发明实施例3中制备得到的铝铁复合界面扫描电子显微镜(SEM)图像，图中右侧为球墨铸铁镶件(1)，左侧为铝合金轮毂本体(2)，由图7可以明显看出，在铝铁复合界面(3)处，铝和铁之间发生相互扩散，形成了具有良好冶金结合，厚度在45-55μm，完整无裂纹的铝铁复合界面(3)；说明了通过淬火前将轮毂内圆部分用硅酸铝棉板包覆后再进行淬火和保温的热处理过程，使外部铝合金轮毂本体(2)先发生冷却收缩，再使球墨铸铁镶件(1)随铝合金轮毂本体(2)冷却的方法，可以避免两者同时冷却收缩而导致的铝铁复合界面(3)开裂，有效减少因冷却收缩在铝铁复合界面(3)上产生的拉应力，解决铝铁复合界面(3)热处理易开裂的问题；对试样进行剪切性能测试，其剪切强度为36.55MPa。
图8为现有铝铁复合铸造轮毂未经淬火前硅酸铝棉板包覆处理，铸件脱模后直接在90℃的水中淬火5min，在545℃保温5h后于90℃的水中淬火5min，最后在210℃保温5h得到的铝铁复合界面扫描电子显微镜(SEM)图像，图中下侧为球墨铸铁镶件(1)，上侧为铝合金轮毂本体(2)，可以看出，图8中现有未经淬火前硅酸铝棉板包覆的通常热处理铝铁复合界面(3)处，铝铁之间发生了相互扩散，形成了厚度在45μm—55μm的铝铁复合界面(3)。但由于未进行淬火前硅酸铝棉板包覆处理，该铸件在淬火时球墨铸铁镶件(1)与铝合金轮毂本体(2)同时发生冷却收缩，两者各自收缩产生的拉应力导致铝铁复合界面(3)处发生开裂，在制备剪切性能测试试样时，试样已经发生断裂。
上面结合附图3-附图8对本发明实施例进行的对比分析说明，经本发明制备的铝铁复合铸造轮毂，剪切性能从现有只进行热处理的铝铁复合轮毂最优的17.20MPa提升到了平均41.87MPa。可见，采取本发明方法将铝铁复合铸造轮毂带着铸芯(5)一并脱模后，将轮毂大圆端面的突出圆环对准下托盘(6)圆孔，整体置于由硅酸铝棉板制成的下托盘(6)上，在轮毂另一侧小圆端面盖上由硅酸铝棉板制成的隔热盖(4)，放入60℃-90℃的水中淬火2-5min；再取下隔热盖(4)和下托盘(6)，保留铸芯(5)，将铝铁复合铸造轮毂放入保温炉中，在525℃—545℃保温3—5h；然后再次将铝铁复合铸造轮毂和铸芯(5)用硅酸铝棉板包覆后在60℃-90℃的水中淬火2-5min；最后取下铸芯(5)、隔热盖(4)和下托盘(6)将铝铁复合轮毂放入时效炉中190—210℃保温3—5h后空冷至常温。能够有效解决在热处理淬火时因铝、铁热收缩系数不同而造成的铝铁复合界面(3)易产生裂纹的问题，提升了热处理后轮毂铝铁冶金结合界面的强度，实现了铝铁复合界面(3)之间良好的冶金结合，保证了热处理后铝铁复合铸造轮毂的合格率，满足铝铁复合铸造轮毂的规模化生产的实际需求。

Claims (1)

1.一种防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法，其特征在于：
将包括由球墨铸铁镶件(1)和铝合金轮毂本体(2)组成的铝铁复合铸造轮毂铸件带着铸芯(5)一并脱模后，先保留铸芯(5)进行淬火前硅酸铝棉板包覆处理：将轮毂大圆端面置于硅酸铝棉板下托盘(6)上，在轮毂另一侧小圆端面盖上硅酸铝棉板隔热盖(4)，以包覆铝铁复合铸造轮毂内圆部分，然后放入60℃-90℃的水中淬火2-5min；
再取下隔热盖(4)与下托盘(6)，保留铸芯(5)，将含有铸芯(5)的铝铁复合铸造轮毂在525℃—545℃保温3—5h；
然后再次将含有铸芯(5)的铝铁复合铸造轮毂大圆端面置于硅酸铝棉板下托盘(6)上，在轮毂另一侧小圆端面盖上硅酸铝棉板隔热盖(4)，包覆铝铁复合铸造轮毂内圆部分后放入60℃-90℃的水中淬火2-5min；
最后取下隔热盖(4)和下托盘(6)，取出铸芯(5)，将铝铁复合轮毂在190—210℃保温3—5h后空冷至常温，即得到铝铁复合铸造轮毂成品。
CN202010870879.0A 2020-08-26 2020-08-26 一种防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法 Active CN111979381B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010870879.0A CN111979381B (zh) 2020-08-26 2020-08-26 一种防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010870879.0A CN111979381B (zh) 2020-08-26 2020-08-26 一种防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111979381A CN111979381A (zh) 2020-11-24
CN111979381B true CN111979381B (zh) 2021-11-09

Family

ID=73440972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010870879.0A Active CN111979381B (zh) 2020-08-26 2020-08-26 一种防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111979381B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113145709A (zh) * 2021-02-03 2021-07-23 重庆大学 一种增材制造镶块增强的板料成形软模结构及其制作方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6009980A (en) * 1996-04-16 2000-01-04 Meritor Automotive, Inc. Ductile iron vehicle hub and method for producing same
CN102643972A (zh) * 2012-04-19 2012-08-22 宝钢苏冶重工有限公司 薄辐板式大直径圆柱齿轮渗碳淬火变形的控制方法
CN110696551A (zh) * 2019-11-05 2020-01-17 山东浩信机械有限公司 轻量化复合轮毂、轮毂单元总成及轮毂的制造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2156945A1 (en) * 2008-08-13 2010-02-24 Novelis Inc. Clad automotive sheet product
CN205044417U (zh) * 2015-07-21 2016-02-24 双成格林（天津）科技有限公司 钢铝复合材料轻量化轮毂

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6009980A (en) * 1996-04-16 2000-01-04 Meritor Automotive, Inc. Ductile iron vehicle hub and method for producing same
CN102643972A (zh) * 2012-04-19 2012-08-22 宝钢苏冶重工有限公司 薄辐板式大直径圆柱齿轮渗碳淬火变形的控制方法
CN110696551A (zh) * 2019-11-05 2020-01-17 山东浩信机械有限公司 轻量化复合轮毂、轮毂单元总成及轮毂的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111979381A (zh) 2020-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110468361B (zh) 一种变形高温合金细晶棒材的制备方法
CN106077507A (zh) 一种汽车水冷电机壳铸件的铸造模及铸造工艺
CN101073826A (zh) 一种大型主轴承座的铸造方法
CN111979381B (zh) 一种防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法
CN108941460A (zh) 一种高性能铝合金铸造用复合铸型、覆砂金属外模的制备方法、及高导热砂芯的制备方法
CN109402543A (zh) 一种钛铝合金棒材包套挤压制备方法
CN109396345A (zh) 一种用于熔模铸造模壳局部激冷的方法
CN106077505B (zh) 一种制动盘的铸锻复合塑性成形工艺
CN105441844A (zh) 一种难变形高温合金铸锭的挤压开坯方法
CN114210953A (zh) 一种镁锂-铝复合材料零部件及其制备方法和应用
CN101972839A (zh) 一种解决大规格铸锭皮下裂纹的辅助方法及结晶器
CN112453325B (zh) 一种高温合金点阵夹芯结构翼舵的铸造成型方法
CN111390149B (zh) 一种铸造铝合金用浇包
CN209578135U (zh) 镶铸在铝合金零件的钢套
CN112648104B (zh) 晶须增强铝合金活塞及制备方法
CN109465425B (zh) 一种铝镁合金三层不等厚复合环形铸坯的制造方法
CN109676107B (zh) 一种铝镁合金三层不等厚复合环件短流程制造方法
CN105057645B (zh) 一种ztg6合金铸件冷却过程中预防裂纹缺陷的方法
CN212019376U (zh) 一种铸造铝合金用浇包
CN210587103U (zh) 液态模锻超轻型轮盘总成成形模具和系统
CN100333863C (zh) 一种铝合金的铸造方法
JP4580121B2 (ja) シリンダライナの鋳包み成形方法
CN209550580U (zh) 一种铝合金低压铸造补缩装置
CN104550837A (zh) 一种基于cim工艺的热作模具钢材料表面改性的方法
CN114713775B (zh) 一种带开口的大型圆筒型钛铸件的制备方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant