一種耐疲勞汽車鋁合金的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐疲勞汽車鋁合金，其各元素按質量百分比組成為：V0.1-0.2、Ga0.1-0.2、Cr0.05-0.08、Cu0.4-0.5、Mg0.2-0.4、Zn0.05-0.1、Ho0.01-0.02、Si0.6-0.8、Fe0.5-0.7、Nb0.03-0.06、Ta0.01-0.02、Sc0.04-0.08、B0.015-0.02、余量為Al和雜質。本發明所得鋁合金經過一系列特殊工藝，使得其耐疲勞性佳，加工性優異。
【專利說明】一種耐疲勞汽車鋁合金
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋁合金領域，確切地說是一種耐疲勞汽車鋁合金。
【背景技術】
[0002]鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用。
[0003]鑄造鋁合金具有優良的鑄造性能。可根據使用目的、零件形狀、尺寸精度、數量、質量標準、機械性能等各方面的要求和經濟效益選擇適宜的合金和合適的鑄造方法。鑄造鋁合金主要用于鑄造發動機氣缸體、離合器殼體、后橋殼、轉向器殼體、變速器、配氣機構、機油泵、水泵、搖臂蓋、車輪、發動機框架、制動鉗、油缸及制動盤等非發動機構件。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種耐疲勞汽車鋁合金。 [0005]上述目的通過以下方案實現:
一種耐疲勞汽車鋁合金，其特征在于:其各元素按質量百分比組成為:V0.1-0.2、Ga0.1-0.2、Cr0.05-0.08、Cu0.4-0.5、Mg0.2-0.4、Zn0.05-0.1、Ho0.01-0.02、Si0.6-0.8、Fe0.5-0.7、Nb0.03-0.06、Ta0.01-0.02、Sc0.04-0.08、B0.015-0.02、余量為 Al 和雜質。
[0006]所述的一種耐疲勞汽車鋁合金，其特征在于:鑄造工藝為:
(1)、按照權利要求1所述的質量百分比取一定量的各純金屬錠，將除鎂金屬錠、銅金屬錠、鐵金屬錠外的一定量純金屬錠在800-850°C的溫度下熔煉為鋁合金液，再將熔煉后的金屬液在700-750°C保溫爐中按比例加入精煉劑，采用耐高溫合金鋼雙葉攪拌器以35-45轉/分鐘的速率攪拌10-15分鐘，攪拌結束后升溫至830-840°C靜置保溫10-20分鐘，進行扒渣，扒渣后取樣分析，后將成分合格的熔體澆入氣體霧化制粉設備中，采用氣體霧化方法將配比材料制備成粒徑在100 μ m以下的球形合金粉末，得到合金粉末；
(2)按照權利要求1所述的質量百分比取一定量鎂金屬錠、銅金屬錠、鐵金屬錠在800-900°C的溫度下熔煉為合金液，熔體澆入氣體霧化制粉設備中，采用氣體霧化方法將配比材料制備成粒徑在100 μ m以下的球形合金粉末，得到合金粉末；
(3)將步驟(1)所得合金粉末與步驟(2)所得合金粉末按照權利要求1所述的質量百分比混勻后，在850-950°C的溫度下熔煉為鋁合金液，再將熔煉后的金屬液在800°C保溫爐中按比例加入精煉劑，進行第二次精煉，采用耐高溫合金鋼雙葉攪拌器以25-35轉/分鐘的速率攪拌8-15分鐘，攪拌結束后升溫至850°C靜置保溫10-20分鐘，進行扒渣，扒渣后取樣分析；
(4 )將成分合格的熔體覆蓋靜置后，然后在730-755 °C下進行澆注，得到鋁合金鑄坯，冷卻后，溫度280~320°C下過時效處理40-45小時，
390~410 °C預熱3~5小時后，再升溫至440-450 V預熱1_2小時，再升溫至500-550°C預熱1-2小時，再降溫到350-380°C，保溫5_6小時后，軋制成形；(5)、軋制完成后520~530°C鹽浴處理20~40分鐘；
(6)、最后經所述鹽浴處理后的鋁合金板材再結晶退火；
(7)將所得的退火后的鋁合金板材于雙氧水中浸泡10-20分鐘，取出后在零下10-0°C保溫20-30分鐘；然后再于零下40-零下60°C保溫10-20分鐘，再至零下90°C-零下120°C，保溫30-40分鐘，再升溫至零下40-零下80°C，將鋁合金工件提出深冷柜，放置在空氣中自然回溫至室溫，放置1-2小時，即得。
[0007]所述的一種耐疲勞汽車鋁合金，其特征在于:所述的精煉劑由下述重量份的原料制得:硫酸鋇1-2、碳酸鉀3-5、亞白剛玉3-5、冰晶石3-5、氧化鈣10-25、二氧化硅4_6、氟鋁酸鉀1-2、硝酸鈉3-5、凹凸棒土 5-7 ；
所述的精煉劑的制備方法為:
(1)將冰晶石、亞白剛玉、凹凸棒土破碎后過100-200目篩后于600-650°C下煅燒2_4小時，取出冷卻后，于濃度為10-15%的雙氧水中邊攪拌邊泡20-30分鐘后，再過濾，用去離子水洗凈，烘干，研磨成亞微米級粉末； (2)將除冰晶石、亞白剛玉、凹凸棒土外其余原料混勻后，熔融，粉碎再加入步驟(1)所得亞微米級粉末，攪拌均勻后，即得。
[0008]本發明的有益效果為:本發明所得鋁合金經過一系列特殊工藝，使得其耐疲勞性佳，加工性優異。
【具體實施方式】
[0009]一種耐疲勞汽車鋁合金，其各元素按質量百分比組成為:V0.2、Ga0.2、Cr0.08、Cu0.4,Mg0.4, Zn0.05, Ho0.02, Si0.6, Fe0.5, Nb0.06, Ta0.02, Sc0.08, B0.02、余量為 Al 和雜質。
[0010]所述的一種耐疲勞汽車鋁合金，鑄造工藝為:
(1)、按照權利要求1所述的質量百分比取一定量的各純金屬錠，將除鎂金屬錠、銅金屬錠、鐵金屬錠外的一定量純金屬錠在850°c的溫度下熔煉為鋁合金液，再將熔煉后的金屬液在750°C保溫爐中按比例加入精煉劑，采用耐高溫合金鋼雙葉攪拌器以45轉/分鐘的速率攪拌15分鐘，攪拌結束后升溫至840°C靜置保溫20分鐘，進行扒渣，扒渣后取樣分析，后將成分合格的熔體澆入氣體霧化制粉設備中，采用氣體霧化方法將配比材料制備成粒徑在100 μ m以下的球形合金粉末，得到合金粉末；
(2)按照權利要求1所述的質量百分比取一定量鎂金屬錠、銅金屬錠、鐵金屬錠在900°C的溫度下熔煉為合金液，熔體澆入氣體霧化制粉設備中，采用氣體霧化方法將配比材料制備成粒徑在100 μ m以下的球形合金粉末，得到合金粉末；
(3)將步驟(1)所得合金粉末與步驟(2)所得合金粉末按照權利要求1所述的質量百分比混勻后，在950°C的溫度下熔煉為鋁合金液，再將熔煉后的金屬液在800°C保溫爐中按比例加入精煉劑，進行第二次精煉，采用耐高溫合金鋼雙葉攪拌器以35轉/分鐘的速率攪拌15分鐘，攪拌結束后升溫至850°C靜置保溫20分鐘，進行扒渣，扒渣后取樣分析；
(4)將成分合格的熔體覆蓋靜置后，然后在735°C下進行澆注，得到鋁合金鑄坯，冷卻后，溫度320°C下過時效處理45小時，
410°C預熱5小時后，再升溫至450°C預熱2小時，再升溫至500°C預熱2小時，再降溫到380°C，保溫5小時后，軋制成形；
(5)、軋制完成后520°C鹽浴處理40分鐘；
(6)、最后經所述鹽浴處理后的鋁合金板材再結晶退火；
(7)將所得的退火后的鋁合金板材于雙氧水中浸泡20分鐘，取出后在零下5°C保溫30分鐘；然后再于零下60°C保溫15分鐘，再至零下90°C，保溫40分鐘，再升溫至零下50°C，將鋁合金工件提出深冷柜，放置在空氣中自然回溫至室溫，放置2小時，即得。
[0011]所述的精煉劑由下述重量kg的原料制得:硫酸鋇2、碳酸鉀5、亞白剛玉5、冰晶石
3、氧化鈣15、二氧化硅6、氟鋁酸鉀2、硝酸鈉5、凹凸棒土 7 ；
所述的精煉劑的制備方法為:
(1)將冰晶石、亞白剛玉、凹凸棒土破碎后過200目篩后于650°C下煅燒3小時，取出冷卻后，于濃度為15%的雙氧水中邊攪拌邊泡30分鐘后，再過濾，用去離子水洗凈，烘干，研磨成亞微米級粉末；
(2)將除冰晶石、亞白剛玉、凹凸棒土外其余原料混勻后，熔融，粉碎再加入步驟(1)所得亞微米級粉末，攪拌均勻后，即得。
[0012]制得的鋁合金經檢驗，其主要性能為:抗拉強度426Mpa，抗剪強度261MPa，延伸率14.6%ο
【權利要求】
1.一種耐疲勞汽車鋁合金，其特征在于:其各元素按質量百分比組成為:V0.1-0.2、Ga0.1-0.2、Cr0.05-0.08、Cu0.4-0.5、Mg0.2-0.4、Zn0.05-0.1、Ho0.01-0.02、Si0.6-0.8、Fe0.5-0.7、Nb0.03-0.06、Ta0.01-0.02、Sc0.04-0.08、B0.015-0.02、余量為 Al 和雜質。
2.根據權利要求1所述的一種耐疲勞汽車鋁合金，其特征在于:鑄造工藝為: (1)、按照權利要求1所述的質量百分比取一定量的各純金屬錠，將除鎂金屬錠、銅金屬錠、鐵金屬錠外的一定量純金屬錠在800-850°C的溫度下熔煉為鋁合金液，再將熔煉后的金屬液在700-750°C保溫爐中按比例加入精煉劑，采用耐高溫合金鋼雙葉攪拌器以35-45轉/分鐘的速率攪拌10-15分鐘，攪拌結束后升溫至830-840°C靜置保溫10-20分鐘，進行扒渣，扒渣后取樣分析，后將成分合格的熔體澆入氣體霧化制粉設備中，采用氣體霧化方法將配比材料制備成粒徑在100 μ m以下的球形合金粉末，得到合金粉末； (2)按照權利要求1所述的質量百分比取一定量鎂金屬錠、銅金屬錠、鐵金屬錠在800-900°C的溫度下熔煉為合金液，熔體澆入氣體霧化制粉設備中，采用氣體霧化方法將配比材料制備成粒徑在100 μ m以下的球形合金粉末，得到合金粉末； (3)將步驟(1)所得合金粉末與步驟(2)所得合金粉末按照權利要求1所述的質量百分比混勻后，在850-950°C的溫度下熔煉為鋁合金液，再將熔煉后的金屬液在800°C保溫爐中按比例加入精煉劑， 進行第二次精煉，采用耐高溫合金鋼雙葉攪拌器以25-35轉/分鐘的速率攪拌8-15分鐘，攪拌結束后升溫至850°C靜置保溫10-20分鐘，進行扒渣，扒渣后取樣分析； (4 )將成分合格的熔體覆蓋靜置后，然后在730-755 °C下進行澆注，得到鋁合金鑄坯，冷卻后，溫度280~320°C下過時效處理40-45小時， 390~410 °C預熱3~5小時后，再升溫至440-450 V預熱1_2小時，再升溫至500-550°C預熱1-2小時，再降溫到350-380°C，保溫5_6小時后，軋制成形； (5)、軋制完成后520~530°C鹽浴處理20~40分鐘； (6)、最后經所述鹽浴處理后的鋁合金板材再結晶退火； (7)將所得的退火后的鋁合金板材于雙氧水中浸泡10-20分鐘，取出后在零下10-0°C保溫20-30分鐘；然后再于零下40-零下60°C保溫10-20分鐘，再至零下90°C-零下120°C，保溫30-40分鐘，再升溫至零下40-零下80°C，將鋁合金工件提出深冷柜，放置在空氣中自然回溫至室溫，放置1-2小時，即得。
3.根據權利要求2所述的一種耐疲勞汽車鋁合金，其特征在于:所述的精煉劑由下述重量份的原料制得:硫酸鋇1-2、碳酸鉀3-5、亞白剛玉3-5、冰晶石3-5、氧化鈣10-25、二氧化硅4-6、氟鋁酸鉀1-2、硝酸鈉3-5、凹凸棒土 5-7 ； 所述的精煉劑的制備方法為: (1)將冰晶石、亞白剛玉、凹凸棒土破碎后過100-200目篩后于600-650°C下煅燒2-4小時，取出冷卻后，于濃度為10-15%的雙氧水中邊攪拌邊泡20-30分鐘后，再過濾，用去離子水洗凈，烘干，研磨成亞微米級粉末； (2)將除冰晶石、亞白剛玉、凹凸棒土外其余原料混勻后，熔融，粉碎再加入步驟(1)所得亞微米級粉末，攪拌均勻后，即得。
【文檔編號】C22C1/06GK103952603SQ201410140054
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月10日 優先權日:2014年4月10日
【發明者】谷和文, 丁思潮 申請人:安徽銀力鑄造有限公司