CN117965975A - 一种汽车刹车储油阀体材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车刹车储油阀体材料及其制备方法，涉及金属材料技术领域，是由如下按质量百分比计的化学成分制成：Fe≤0.5wt％、Si 0.7wt％‑1.3wt％、Cu≤0.1wt％、Mg 0.6wt％‑1.2wt％、Mn 0.4wt％‑1.0wt％、Zn≤0.2wt％、Ni≤0.05wt％、Cr≤0.25wt％、Ti≤0.1wt％，余量为Al。该汽车刹车储油阀体材料机械力学性能好，耐腐蚀性和耐磨性佳，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种汽车刹车储油阀体材料及其制备方法。
背景技术
目前汽车行业正在朝着轻量化转型，汽车的很多零件逐步使用铝合金、镁合金等轻量金属替代原来的铁制金属。随着轻量化金属的广泛使用，人们对其强度、硬度等性能的要求也越来越高，如何有效改善这些轻量化金属的强度和硬度等性能，进而有效延长其使用寿命是当前业内研究者们亟待解决的难题。
汽车刹车中的ECU至关重要，不仅要接收安装在四个轮胎上的轮速传感器的输出，还要根据轮速传感器的信号控制四轮分泵的刹车压力以实现ABS功能，由此可见，刹车系统的ECU不能出现任何问题，否则会影响车辆及乘客的安全。汽车刹车储油阀体作为ECU的关键部件之一，其通常由轻量化金属材料制成，其性能的好坏直接影响驾驶安全性。可见，寻求更为有效的方法，制备出综合性能和性能稳定性佳的汽车刹车储油阀体显得尤为重要。
现有的汽车刹车储油阀体材料机械力学性能有待进一步提高，使用寿命有待进一步延长，耐腐蚀性能和耐磨性不佳的技术缺陷。为了解决上述问题，授权公布号为CN103572106B的中国发明专利公开了一种铝合金材料，该铝合金材料的主要成分为Zn、Mg、Cu、Sc、Zr、Y和Al。本发明通过向铝合金中复合添加微量的Sc、Zr及Y微合金化元素，有效地改善了铝合金材料的力学及焊接性能，解决了现存铝合金材料一味追求高强度使得焊接性能较差或者焊接性能好而强度低造成的零件尺寸较厚以致于无法满足高载荷和轻质化要求的问题。该发明提供的新型可焊高强高韧铝合金材料综合性能好，较好地满足了现代科技发展对铝合金结构件高载荷和轻质化的要求。然而，其力学性能、耐腐蚀性和耐磨性能仍然有待进一步提高。
因此，开发一种机械力学性能好，耐腐蚀性和耐磨性佳，使用寿命长的汽车刹车储油阀体材料及其制备方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进轻量化金属领域的发展具有非常重要的意义。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种机械力学性能好，耐腐蚀性和耐磨性佳，使用寿命长的汽车刹车储油阀体材料及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种汽车刹车储油阀体材料，是由如下按质量百分比计的化学成分制成：Fe≤0.5wt％、Si 0.7wt％-1.3wt％、Cu≤0.1wt％、Mg0.6wt％-1.2wt％、Mn 0.4wt％-1.0wt％、Zn≤0.2wt％、Ni≤0.05wt％、Cr≤0.25wt％、Ti≤0.1wt％，余量为Al。
较佳的，所述汽车刹车储油阀体材料，是由如下按质量百分比计的化学成分制成：Fe0.209wt％、Si 1.03wt％、Cu 0.0251wt％、Mg 0.879wt％、Mn 0.598wt％、Zn0.0014wt％、Ni0.0028wt％、Cr 0.148wt％、Ti 0.0413wt％，余量为Al。
本发明还提供了一种所述汽车刹车储油阀体材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、取铝锭、铝铁合金、铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锰合金、铝锌合金、铝镍合金、铝铬合金和铝钛合金为原料，依次进行熔炼、除气、扒渣、浇铸，调整各组分含量，得到铝合金铸锭；
步骤S2、对铝合金铸锭进行均匀化处理，然后进行冷却；
步骤S3、依次进行挤压、锻造，得到锻件；
步骤S4、依次进行固溶处理、时效处理、阳极氧化处理，得到汽车刹车储油阀体材料成品。
较佳的，步骤S2所述均匀化处理的温度为570～620℃，时间为3-5h。
较佳的，步骤S2所述冷却的速度为240-310℃/h。
较佳的，步骤S3中所述挤压为热挤压，热挤压的温度为450-500℃，热挤压的速度为4-11m/min。
较佳的，步骤S3中所述锻造的温度660-720℃，锻造速度为70-100mm/min，采用近净技术，绿色锻造，在锻造前通过研磨石进行外表面的润滑。
较佳的，步骤S4中所述固溶处理的温度为450-550℃，时间为1-4h。
较佳的，步骤S4中所述时效处理为双级时效处理，1级时效处理温度为160℃-170℃，时间为10h-18h，2级时效处理温度为125℃-150℃，时间为5h-10h。
较佳的，步骤S4中所述阳极氧化处理具体为：将铝合金锻件在质量分数为12-18％的硫酸溶液中恒流通电7-13min；电流为3-6A。
附图说明
图1为本发明锻造模具装配图。
具体实施方式
下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。
一种汽车刹车储油阀体材料，是由如下按质量百分比计的化学成分制成：Fe≤0.5wt％、Si 0.7wt％-1.3wt％、Cu≤0.1wt％、Mg 0.6wt％-1.2wt％、Mn 0.4wt％-1.0wt％、Zn≤0.2wt％、Ni≤0.05wt％、Cr≤0.25wt％、Ti≤0.1wt％，余量为Al。
较佳的，所述汽车刹车储油阀体材料，是由如下按质量百分比计的化学成分制成：Fe0.209wt％、Si 1.03wt％、Cu 0.0251wt％、Mg 0.879wt％、Mn 0.598wt％、Zn0.0014wt％、Ni0.0028wt％、Cr 0.148wt％、Ti 0.0413wt％，余量为Al。
本发明还提供了一种所述汽车刹车储油阀体材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、取铝锭、铝铁合金、铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锰合金、铝锌合金、铝镍合金、铝铬合金和铝钛合金为原料，依次进行熔炼、除气、扒渣、浇铸，调整各组分含量，得到铝合金铸锭；
步骤S2、对铝合金铸锭进行均匀化处理，然后进行冷却；
步骤S3、依次进行挤压、锻造，得到锻件；锻造模具装配图见图1所示；
步骤S4、依次进行固溶处理、时效处理、阳极氧化处理，得到汽车刹车储油阀体材料成品。
较佳的，步骤S2所述均匀化处理的温度为570～620℃，时间为3-5h。
较佳的，步骤S2所述冷却的速度为240-310℃/h。
较佳的，步骤S3中所述挤压为热挤压，热挤压的温度为450-500℃，热挤压的速度为4-11m/min。
较佳的，步骤S3中所述锻造的温度660-720℃，锻造速度为70-100mm/min，采用近净技术，绿色锻造，在锻造前通过研磨石进行外表面的润滑。
较佳的，步骤S4中所述固溶处理的温度为450-550℃，时间为1-4h。
较佳的，步骤S4中所述时效处理为双级时效处理，1级时效处理温度为160℃-170℃，时间为10h-18h，2级时效处理温度为125℃-150℃，时间为5h-10h。
较佳的，步骤S4中所述阳极氧化处理具体为：将铝合金锻件在质量分数为12-18％的硫酸溶液中恒流通电7-13min；电流为3-6A。
由于上述技术方案运用，本发明专利与现有技术相比具有下列优点：本发明通过汽车刹车储油阀体材料成分、含量配比及制备工艺的合理选取，使得最终产品机械力学性能好，耐腐蚀性和耐磨性佳，使用寿命长。
下面将结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1
本例提供一种汽车刹车储油阀体材料，是由如下按质量百分比计的化学成分制成：Fe0.209wt％、Si 1.03wt％、Cu 0.0251wt％、Mg 0.879wt％、Mn 0.598wt％、Zn0.0014wt％、Ni0.0028wt％、Cr 0.148wt％、Ti 0.0413wt％，余量为Al。
一种所述汽车刹车储油阀体材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、取铝锭、铝铁合金、铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锰合金、铝锌合金、铝镍合金、铝铬合金和铝钛合金为原料，依次进行熔炼、除气、扒渣、浇铸，调整各组分含量，得到铝合金铸锭；
步骤S2、对铝合金铸锭进行均匀化处理，然后进行冷却；
步骤S3、依次进行挤压、锻造，得到锻件；锻造模具装配图见图1所示；
步骤S4、依次进行固溶处理、时效处理、阳极氧化处理，得到汽车刹车储油阀体材料成品。
步骤S2所述均匀化处理的温度为570℃，时间为3h；步骤S2所述冷却的速度为240℃/h；步骤S3中所述挤压为热挤压，热挤压的温度为450℃，热挤压的速度为4m/min；步骤S3中所述锻造的温度660℃，锻造速度为70mm/min，采用近净技术，绿色锻造，在锻造前通过研磨石进行外表面的润滑。
步骤S4中所述固溶处理的温度为450℃，时间为1h；步骤S4中所述时效处理为双级时效处理，1级时效处理温度为160℃，时间为10h，2级时效处理温度为125℃，时间为5h；步骤S4中所述阳极氧化处理具体为：将铝合金锻件在质量分数为12％的硫酸溶液中恒流通电7min；电流为3A。
实施例2
本例提供一种汽车刹车储油阀体材料及其制备方法，其与实施例1基本相同，不同的是，是由如下按质量百分比计的化学成分制成：Fe 0.2wt％、Si 0.9wt％、Cu 0.03wt％、Mg0.7wt％、Mn 0.5wt％、Zn 0.1wt％、Ni 0.02wt％、Cr 0.05wt％、Ti 0.03wt％，余量为Al；步骤S2所述均匀化处理的温度为580℃，时间为3.5h；步骤S3中所述挤压为热挤压，热挤压的温度为465℃，热挤压的速度为6m/min；步骤S3中所述锻造的温度680℃，锻造速度为80mm/min；步骤S4中所述固溶处理的温度为470℃，时间为2h；步骤S4中所述时效处理为双级时效处理，1级时效处理温度为163℃，时间为13h，2级时效处理温度为135℃，时间为6h；步骤S4中所述阳极氧化处理具体为：将铝合金锻件在质量分数为14％的硫酸溶液中恒流通电9min；电流为4A。
实施例3
本例提供一种汽车刹车储油阀体材料及其制备方法，其与实施例1基本相同，不同的是，是由如下按质量百分比计的化学成分制成：Fe 0.3wt％、Si 0.9wt％、Cu 0.06wt％、Mg0.9wt％、Mn 0.7wt％、Zn 0.1wt％、Ni 0.03wt％、Cr 0.18wt％、Ti 0.07wt％，余量为Al；步骤S2所述均匀化处理的温度为600℃，时间为4h；步骤S3中所述挤压为热挤压，热挤压的温度为480℃，热挤压的速度为7m/min；步骤S3中所述锻造的温度690℃，锻造速度为85mm/min；步骤S4中所述固溶处理的温度为500℃，时间为3h；步骤S4中所述时效处理为双级时效处理，1级时效处理温度为165℃，时间为15h，2级时效处理温度为138℃，时间为7.5h；步骤S4中所述阳极氧化处理具体为：将铝合金锻件在质量分数为15％的硫酸溶液中恒流通电11min；电流为4.5A。
实施例4
本例提供一种汽车刹车储油阀体材料及其制备方法，其与实施例1基本相同，不同的是，是由如下按质量百分比计的化学成分制成：Fe 0.4wt％、Si 1.2wt％、Cu 0.09wt％、Mg1.1wt％、Mn 0.9wt％、Zn 0.18wt％、Ni 0.04wt％、Cr 0.23wt％、Ti 0.08wt％，余量为Al；步骤S2所述均匀化处理的温度为610℃，时间为4.5h；步骤S3中所述挤压为热挤压，热挤压的温度为490℃，热挤压的速度为10m/min；步骤S3中所述锻造的温度710℃，锻造速度为95mm/min；步骤S4中所述固溶处理的温度为540℃，时间为3.5h；步骤S4中所述时效处理为双级时效处理，1级时效处理温度为168℃，时间为17h，2级时效处理温度为145℃，时间为9h；步骤S4中所述阳极氧化处理具体为：将铝合金锻件在质量分数为17％的硫酸溶液中恒流通电12min；电流为5.5A。
实施例5
本例提供一种汽车刹车储油阀体材料及其制备方法，其与实施例1基本相同，不同的是，是由如下按质量百分比计的化学成分制成：Fe 0.5wt％、Si 1.3wt％、Cu 0.1wt％、Mg1.2wt％、Mn 1.0wt％、Zn 0.2wt％、Ni 0.05wt％、Cr 0.25wt％、Ti 0.1wt％，余量为Al；步骤S2所述均匀化处理的温度为620℃，时间为5h；步骤S3中所述挤压为热挤压，热挤压的温度为500℃，热挤压的速度为11m/min；步骤S3中所述锻造的温度720℃，锻造速度为100mm/min；步骤S4中所述固溶处理的温度为550℃，时间为4h；步骤S4中所述时效处理为双级时效处理，1级时效处理温度为170℃，时间为18h，2级时效处理温度为150℃，时间为10h；步骤S4中所述阳极氧化处理具体为：将铝合金锻件在质量分数为18％的硫酸溶液中恒流通电13min；电流为6A。
对比例1
本例提供一种汽车刹车储油阀体材料及其制备方法，其与实施例1基本相同，不同的是，没有添加Fe、Mn、Cr。
对比例2
本例提供一种汽车刹车储油阀体材料及其制备方法，其与实施例1基本相同，不同的是，没有添加Mg、Ni、Zn。
对实施例1-5、对比例1-2的汽车刹车储油阀体材料进行性能测试测试结果见表1，测试方法参见我国现行国标。耐腐蚀性测试是将各例产品放在5％NaCl中性盐雾试验中进行耐腐蚀性测试试验，以首次出现腐蚀的时间衡量耐腐蚀性，其数值越大，耐腐蚀性越好。
表1
| 项目 | 拉拉强度 | 屈服强度 | 延伸率 | 耐腐蚀性 |
| 单位 | MPa | 级 | KJ/m2 | h |
| 实施例1 | 665 | 597 | 7.2 | 1958 |
| 实施例2 | 673 | 600 | 8.0 | 1970 |
| 实施例3 | 678 | 605 | 8.4 | 1978 |
| 实施例4 | 688 | 612 | 9.0 | 2000 |
| 实施例5 | 694 | 616 | 9.3 | 2026 |
| 对比例1 | 620 | 587 | 6.5 | 1907 |
| 对比例2 | 626 | 582 | 6.0 | 1921 |
从表1可以看出，本发明实施例中汽车刹车储油阀体材料力学性能和耐腐蚀性能较对比例产品更优异，且Fe、Mn、Cr、Mg、Ni、Zn的添加对改善上述性能有益。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据依据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车刹车储油阀体材料，其特征在于，是由如下按质量百分比计的化学成分制成：Fe≤0.5wt％、Si 0.7wt％-1.3wt％、Cu≤0.1wt％、Mg 0.6wt％-1.2wt％、Mn0.4wt％-1.0wt％、Zn≤0.2wt％、Ni≤0.05wt％、Cr≤0.25wt％、Ti≤0.1wt％，余量为Al。
2.根据权利要求1所述的汽车刹车储油阀体材料，其特征在于，所述汽车刹车储油阀体材料，是由如下按质量百分比计的化学成分制成：Fe 0.209wt％、Si 1.03wt％、Cu0.0251wt％、Mg 0.879wt％、Mn 0.598wt％、Zn 0.0014wt％、Ni 0.0028wt％、Cr0.148wt％、Ti 0.0413wt％，余量为Al。
3.一种根据权利要求1-2任一项所述汽车刹车储油阀体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、取铝锭、铝铁合金、铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锰合金、铝锌合金、铝镍合金、铝铬合金和铝钛合金为原料，依次进行熔炼、除气、扒渣、浇铸，调整各组分含量，得到铝合金铸锭；
步骤S2、对铝合金铸锭进行均匀化处理，然后进行冷却；
步骤S3、依次进行挤压、锻造，得到锻件；锻造模具装配图见图1所示；
步骤S4、依次进行固溶处理、时效处理、阳极氧化处理，得到汽车刹车储油阀体材料成品。
4.根据权利要求3所述汽车刹车储油阀体材料的制备方法，其特征在于，步骤S2所述均匀化处理的温度为570～620℃，时间为3-5h。
5.根据权利要求3所述汽车刹车储油阀体材料的制备方法，其特征在于，步骤S2所述冷却的速度为240-310℃/h。
6.根据权利要求3所述汽车刹车储油阀体材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述挤压为热挤压，热挤压的温度为450-500℃，热挤压的速度为4-11m/min。
7.根据权利要求3所述汽车刹车储油阀体材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述锻造的温度660-720℃，锻造速度为70-100mm/min，采用近净技术，绿色锻造，在锻造前通过研磨石进行外表面的润滑。
8.根据权利要求3所述汽车刹车储油阀体材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述固溶处理的温度为450-550℃，时间为1-4h。
9.根据权利要求3所述汽车刹车储油阀体材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述时效处理为双级时效处理，1级时效处理温度为160℃-170℃，时间为10h-18h，2级时效处理温度为125℃-150℃，时间为5h-10h。
10.根据权利要求3所述汽车刹车储油阀体材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述阳极氧化处理具体为：将铝合金锻件在质量分数为12-18％的硫酸溶液中恒流通电7-13min；电流为3-6A。
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