CN117051338A - 一种重卡纵梁用铝合金的成型工艺及其重卡纵梁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重卡纵梁用铝合金的成型工艺及其重卡纵梁，包括：1)熔炼；2)铸造；3)均匀化处理，使主要合金元素的均衡化；4)加热挤压成型；5)在线淬火；6)拉伸矫直、定尺锯切；7)双级时效制度；8)折弯成型。通过本发明的加热挤压成型工艺、优化的人工时效制度制成的铝合金纵梁，保证了铝合金型材的力学性能，断后延伸率、抗拉强度和塑性延伸强度有较大提高，综合性能良好，满足了重卡纵梁的性能要求。

Description

一种重卡纵梁用铝合金的成型工艺及其重卡纵梁

技术领域

本发明涉及重卡用铝合金型材技术领域，特别涉及一种重卡纵梁用铝合金的成型工艺及其重卡纵梁。

背景技术

重型卡车车架是汽车的骨架，一般由两根纵梁和几根横梁组成，其中纵梁是车架的重要承载构件，起到承载、连接和抵抗冲击的作用。因此重型卡车的纵梁需要有足够强度以保证车架有足够承载能力。相比钢制材料，铝合金材料具备重量轻、不生锈腐蚀、易回收等特点，采用铝合金纵梁能大大提升重型卡车的轻量化；现有的铝合金成型工艺，型材强度较低，挤压成型和时效处理只能使型材的某一项性能得到提升，不能有效提高铝合金型材的综合力学性能，其承载性能难以满足轻量化、高强度的重型卡车承载要求。

发明内容

本发明就是为了克服上述现有技术存在的缺点，提供一种重卡纵梁用铝合金的成型工艺及其重卡纵梁，解决现有的重卡用铝合金纵梁的综合力学性能较低，承载性能难以满足承载要求的问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种重卡纵梁用铝合金的成型工艺，包括如下步骤：

1)熔炼，将配置后的铝合金原料加入熔炼炉熔炼为铝液；

2)铸造，将熔炼后的铝液熔铸为铸棒；

3)均匀化处理；

4)加热挤压成型，加热均匀化处理后的铸棒，并使用挤压机对其挤压成型，铸棒加热温度为450℃-472℃，模具温度为476℃-482℃，挤压速度为1.0-2.0mm/s，挤压筒温度为435℃-455℃；

5)在线淬火，将铸棒加热挤压成型后，利用余热对挤压后的型材进行风冷在线淬火处理，在线淬火温度120℃-175℃；

6)拉伸矫直、定尺锯切；

7)人工时效，对型材进行双级时效制度，第一级时效温度为90℃，时效时间为10-14h，第二级时效温度为155℃，时效时间为10-16h；

8)折弯成型，对人工时效后的型材进行一次折弯成型处理，使其适应重卡底盘造型。

进一步的，所述步骤1)之后，对熔炼后的铝液进行晶粒细化、除气和过滤处理，之后再进行所述步骤2)铸造。

进一步的，所述步骤3)之后，采用风机对铸棒进行风冷冷却。

进一步的，所述步骤4)采用正向油压挤压机。

进一步的，所述步骤8)之后，对型材进行机加工、去毛刺、锐角处理。

一种重卡纵梁，所述重卡纵梁如上述的铝合金的成型工艺制得。

本发明的有益效果：在重卡用铝合金型材生产过程中，采用的加热挤压成型和在线淬火工艺处理均匀化处理后的铸棒，准确控制模具温度，挤压筒温度，并调整铸棒加热温度、挤压速度、淬火温度；采用的人工时效为双级时效制度，准确控制时效制度的第一级时效温度、时间和第二级时效温度、时间，使铝合金型材的抗拉强度和塑性延伸强度有较大提高，提高铝合金型材的综合力学性能，本发明制得的重卡铝合金纵梁断后延伸率、抗拉强度和塑性延伸强度有较大提高，满足整车轻量化要求，保证纵梁承载能力，满足了重卡纵梁的性能要求。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的成型工艺流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种重卡纵梁用铝合金的成型工艺及其重卡纵梁,本发明对所述铝合金的化学组成没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的7系铝合金的即可，在本发明的实施例中，所述7系铝合金优选为7005铝合金。

如图1所示，一种重卡纵梁用铝合金的成型工艺包括如下步骤：熔炼→晶粒细化、除气和过滤→铸造→均匀化处理→铸棒检测→铸锭加热挤压→在线淬火→拉伸矫直、定尺锯切→人工时效→型材检测→折弯成型→机加工→去毛刺、锐角。成型工艺步骤具体内容如下：

1)熔炼，将配置后的铝合金原料加入熔炼炉熔炼为铝液；对熔炼后的铝液进行晶粒细化、除气和过滤处理，之后再进行铸造；晶粒细化、除气和过滤处理采用本领域技术人员熟知技术，本发明对其没有特殊限定。

2)铸造，将熔炼后的铝液熔铸为铸棒。

3)均匀化处理，通过均匀化退火工艺优化改善了合金中主要合金元素的分布，使主要合金元素由晶界向晶内扩散，实现主要合金元素的均衡化；使主要合金元素趋于均匀化，消除枝晶偏析影响。

4)加热挤压成型，加热均匀化处理后的铸棒，采用正向油压挤压机对其挤压成型。

5)在线淬火，将铸棒加热挤压成型后，利用余热对挤压后的型材进行风冷在线淬火处理。

对均匀化处理后的铸棒进行加热挤压成型和在线淬火处理，在线淬火方式为风冷或水冷；通过研究决定挤压制品质量、成品率和生产效率的重要挤压工艺参数进行梳理确定最佳挤压工艺参数。采用55MN挤压机，挤压过程最大比压458MPa，从而确保铸棒挤压可行性。将铸棒加热温度、挤压速度、淬火温度作为调整变量参数，由此制得不同力学性能的型材。挤压成型和在线淬火工艺参数如表1、表2、表3所示。

表1

表2

表3

对挤压成型后的产品取样进行力学性能试验检测，与表1、表2、表3所对应试样的试验检测结果如表4、表5、表6所示。

表4

表5

表6

从表4、表5、表6中的试验检测结果可以看出，几组试样的抗拉强度、塑性延伸强度、断后延伸率均在规定范围内；本发明的挤压工艺参数为：铸棒加热温度为450℃-472℃，模具温度为476℃-482℃，挤压速度为1.0-2.0mm/s，挤压筒温度为435℃-455℃。本发明的在线淬火温度：采用风冷的温度为120℃-175℃，采用水冷的温度为36℃。

本发明的加热挤压成型工艺和在线淬火工艺保证了铝合金型材的力学性能，相较于普通7005铝合金，其塑性延伸强度和断后延伸率均有提高，其中抗拉强度有较大提高，制得的型材有利于后续人工时效处理工艺的进行。同时本发明的加热挤压成型工艺和在线淬火工艺提高了铝合金型材产品质量和成品率。

6)拉伸矫直、定尺锯切；拉伸矫直、定尺锯切为采用本领域技术人员熟知技术，本发明对其没有特殊限定。

7)人工时效，对型材进行双级时效制度，双级时效制度能保证型材强度，同时提高型材的耐腐蚀性能。将第一阶段的温度设定较低，便于析出相成核，设定第二阶段的温度高于第一阶段的温度。通过研究不同的双级时效温度和时间，确定最优的时效制度。型材在不同时效制度的力学性能试验结果如表7所示。

表7

从表7中的试验结果可以看出，试样的一级时效温度为90℃，时效时间为10-14h，二级时效温度为155℃，时效时间为10-16h；试验结果均合格，时效制度保证了铝合金型材的力学性能；其断后延伸率有所提高，其中抗拉强度和塑性延伸强度均有较大提高。综合考虑塑形延伸强度和伸长率变化，本发明的人工时效选择第一级温度为90℃，时效时间为12h；第二级温度为155℃，时效时间13h的时效制度。

8)折弯成型，对人工时效后的型材进行一次折弯成型处理，使其适应重卡底盘造型。最后，对折弯后的型材进行机加工、去毛刺、锐角处理，加工出车架所需连接孔和切口，得到铝合金成品。

本发明还提供了一种重卡纵梁，重卡纵梁通过前述的铝合金的成型工艺制得。

以上所述为本发明的优选实施方式，具体实施例的说明仅用于更好的理解本发明的思想。对于本技术领域的普通技术人员来说，依照本发明原理还可以做出若干改进或者同等替换，这些改进或同等替换也视为落在本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种重卡纵梁用铝合金的成型工艺，其特征在于,包括如下步骤：

1)熔炼，将配置后的铝合金原料加入熔炼炉熔炼为铝液；

2)铸造，将熔炼后的铝液熔铸为铸棒；

3)均匀化处理；

4)加热挤压成型，加热均匀化处理后的铸棒，并使用挤压机对其挤压成型，铸棒加热温度为450℃-472℃，模具温度为476℃-482℃，挤压速度为1.0-2.0mm/s，挤压筒温度为435℃-455℃；

5)在线淬火，将铸棒加热挤压成型后，利用余热对挤压后的型材进行风冷在线淬火处理，在线淬火温度120℃-175℃；

6)拉伸矫直、定尺锯切；

7)人工时效，对型材进行双级时效制度，第一级时效温度为90℃，时效时间为10-14h，第二级时效温度为155℃，时效时间为10-16h；

8)折弯成型，对人工时效后的型材进行一次折弯成型处理，使其适应重卡底盘造型。

2.如权利要求1所述的一种重卡纵梁用铝合金的成型工艺，其特征是，所述步骤1)之后，对熔炼后的铝液进行晶粒细化、除气和过滤处理，之后再进行所述步骤2)铸造。

3.如权利要求1所述的一种重卡纵梁用铝合金的成型工艺，其特征是，所述步骤3)之后，采用风机对铸棒进行风冷冷却。

4.如权利要求1所述的一种重卡纵梁用铝合金的成型工艺，其特征是，所述步骤4)采用正向油压挤压机。

5.如权利要求1所述的一种重卡纵梁用铝合金的成型工艺，其特征是，所述步骤8)之后，对型材进行机加工、去毛刺、锐角处理。

6.一种重卡纵梁，其特征在于，所述重卡纵梁如权利要求1～5中任意一项所述的铝合金的成型工艺制得。