一種高強韌鋁合金輪轂材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高強韌鋁合金輪轂材料的制備方法，屬于鋁合金加工技術領域。
【背景技術】
[0002]輪轂是汽車行駛系統的重要部件之一，是一種要求較高的保安件，它與車輛的行駛性能、乘坐的舒適性和安全性具有很大的關系。鋁合金因具有重量輕、節能降耗、價格低、表面質量高、散熱性好、易于成型、減振性能好等優點，而被廣泛用于制作汽車輪轂。隨著汽車工業的快速發展，對鋁合金輪轂的性能要求也隨之不斷提高。因此在現有汽車輪轂生產工藝、設備、技術基礎上，開發出一種高強韌鋁合金輪轂材料，對于中國汽車工業的發展，市場的開發與拓展，具有很高實用價值與實踐意義。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種高強韌鋁合金輪轂材料的制備方法。
[0004]為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下:一種高強韌鋁合金輪轂材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)按照以下質量百分數的合金元素:Si7.2-8.8、Mg 0.7-1.4、Cu 0.4-0.8, Mo0.25-0.45, Fe 0.1-0.3, Ni 0.15-0.25, In 0.1-0.2、B 0.06-0.09, Eu 0.03-0.04, Nd0.02-0.03，余量為Al進行配料，將配好的爐料投入熔化爐中在735-755 °C下加熱熔化，待其全部熔化后，取樣分析，調整成分，精煉、脫氣后調整溫度至710-730°C，靜置15-20min ;
(2)將步驟(I)制得的合金液經漏嘴流入噴霧裝置中，通過霧化噴嘴進行氣體霧化，霧化氣體為氮氣或氬氣，氣體壓力為0.8-1.4MPa，得鋁合金粉A ；
(3)按照以下質量百分數的合金元素:Zn5.8-6.4、Mg 2.5-4.0, Cu 1.6-2.3, Mn0.3-0.6, Cr 0.2-0.4, Ti 0.15-0.25, V 0.08-0.14, W 0.05-0.1、Cd 0.04-0.08, Sc0.03-0.05，余量為Al進行配料，將配好的爐料投入熔化爐中在740-760 °C下加熱熔化，待其全部熔化后，取樣分析，調整成分，精煉、脫氣后調整溫度至725-745?，靜置10-15min ;
(4)將步驟(3)制得的合金液經漏嘴流入噴霧裝置中，通過霧化噴嘴進行氣體霧化，霧化氣體為氮氣或氬氣，氣體壓力為0.6-1.2MPa，得鋁合金粉B ；
(5)將霧化得到的鋁合金粉A與鋁合金B按照質量比3-5:1的比例加入球磨機內進行球磨混料，400-600r/min球磨2_3h，再在240_280MPa的壓力下冷等靜壓成坯料，脫模后用純鋁包套處理，然后加熱至450-480°C，保溫l_2h，再進行熱擠壓，擠壓比為12-16 ;
(6)將擠壓得到的鋁合金材料進行熱處理:先以120-160°C/h升溫至280-320°C，保溫3-4h，再以80-100°C /h升溫至470-490°C，保溫l_2h，然后強風風冷至220-260°C，保溫4-5h，再空冷至室溫，然后以150-200 °C /h升溫至510-530 °C，保溫0.5_lh，然后以50-800C /h降溫至320-350°C，保溫2_3h，再放入0_5°C的10%NaCl冰鹽水中冷卻至50°C以下，然后取出以60-70°C /h升溫至125-145°C，保溫5-10h，空冷至室溫后以50-60°C /h升溫至85-95°C，保溫4-8h，再以30-40°C /h升溫至160_180°C，保溫8_12h，空冷至室溫即可。
[0005]本發明的有益效果:
本發明制得的鋁合金輪轂材料具有極高的強度和韌性，其抗拉強度、屈服強度、延伸率以及沖擊韌性相對于傳統的鋁合金輪轂材料均有明顯地提高，大大改善了鋁合金輪轂材料的力學性能，同時還具有優異的耐磨性、抗腐蝕性、抗氧化性和耐疲勞性。
【具體實施方式】
[0006]一種高強韌鋁合金輪轂材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)按照以下質量百分數的合金元素:Si7.2-8.8、Mg 0.7-1.4、Cu 0.4-0.8, Mo0.25-0.45, Fe 0.1-0.3, Ni 0.15-0.25, In 0.1-0.2、B 0.06-0.09, Eu 0.03-0.04, Nd0.02-0.03，余量為Al進行配料，將配好的爐料投入熔化爐中在745 °C下加熱熔化，待其全部熔化后，取樣分析，調整成分，精煉、脫氣后調整溫度至720°C，靜置20min ;
(2)將步驟(I)制得的合金液經漏嘴流入噴霧裝置中，通過霧化噴嘴進行氣體霧化，霧化氣體為氮氣或氬氣，氣體壓力為1.2MPa，得鋁合金粉A ;
(3)按照以下質量百分數的合金元素:Zn5.8-6.4、Mg 2.5-4.0, Cu 1.6-2.3, Mn0.3-0.6, Cr 0.2-0.4, Ti 0.15-0.25, V 0.08-0.14, W 0.05-0.1、Cd 0.04-0.08, Sc0.03-0.05，余量為Al進行配料，將配好的爐料投入熔化爐中在750 °C下加熱熔化，待其全部熔化后，取樣分析，調整成分，精煉、脫氣后調整溫度至735°C，靜置15min ;
(4)將步驟(3)制得的合金液經漏嘴流入噴霧裝置中，通過霧化噴嘴進行氣體霧化，霧化氣體為氮氣或氬氣，氣體壓力為1.0MPa，得鋁合金粉B ;
(5)將霧化得到的鋁合金粉A與鋁合金B按照質量比4:1的比例加入球磨機內進行球磨混料，500r/min球磨2h，再在260MPa的壓力下冷等靜壓成坯料，脫模后用純鋁包套處理，然后加熱至4650°C，保溫1.5h，再進行熱擠壓，擠壓比為14 ;
(6)將擠壓得到的鋁合金材料進行熱處理:先以140°C/h升溫至295°C，保溫4h，再以90°C /h升溫至480°C，保溫lh，然后強風風冷至240°C，保溫5h，再空冷至室溫，然后以180 0C /h升溫至520°C，保溫0.5h，然后以70 V /h降溫至330°C，保溫3h，再放入2 V的10%NaCl冰鹽水中冷卻至50°C以下，然后取出以65°C /h升溫至135°C，保溫8h，空冷至室溫后以55°C /h升溫至90°C，保溫5h，再以35°C /h升溫至170°C，保溫10h，空冷至室溫即可。
[0007]經檢測，上述制得的鋁合金輪轂材料室溫條件下的主要力學性能為:抗拉強度529MPa，屈服強度476MPa，伸長率13.7%，沖擊韌性12.8J/cnT2。
【主權項】
1.一種高強韌鋁合金輪轂材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)按照以下質量百分數的合金元素:Si7.2-8.8、Mg 0.7-1.4、Cu 0.4-0.8, Mo0.25-0.45, Fe 0.1-0.3, Ni 0.15-0.25, In 0.1-0.2、B 0.06-0.09, Eu 0.03-0.04, Nd0.02-0.03，余量為Al進行配料，將配好的爐料投入熔化爐中在735-755°C下加熱熔化，待其全部熔化后，取樣分析，調整成分，精煉、脫氣后調整溫度至710-730°C，靜置15-20min ; (2)將步驟(I)制得的合金液經漏嘴流入噴霧裝置中，通過霧化噴嘴進行氣體霧化，霧化氣體為氮氣或氬氣，氣體壓力為0.8-1.4MPa，得鋁合金粉A ； (3)按照以下質量百分數的合金元素:Zn5.8-6.4, Mg 2.5-4.0, Cu 1.6-2.3, Mn0.3-0.6, Cr 0.2-0.4, Ti 0.15-0.25, V 0.08-0.14, W 0.05-0.1、Cd 0.04-0.08, Sc0.03-0.05，余量為Al進行配料，將配好的爐料投入熔化爐中在740-760°C下加熱熔化，待其全部熔化后，取樣分析，調整成分，精煉、脫氣后調整溫度至725-745?，靜置10-15min ; (4)將步驟(3)制得的合金液經漏嘴流入噴霧裝置中，通過霧化噴嘴進行氣體霧化，霧化氣體為氮氣或氬氣，氣體壓力為0.6-1.2MPa，得鋁合金粉B ； (5)將霧化得到的鋁合金粉A與鋁合金B按照質量比3-5:1的比例加入球磨機內進行球磨混料，400-600r/min球磨2_3h，再在240_280MPa的壓力下冷等靜壓成坯料，脫模后用純鋁包套處理，然后加熱至450-480°C，保溫l_2h，再進行熱擠壓，擠壓比為12-16 ; (6)將擠壓得到的鋁合金材料進行熱處理:先以120-160°C/h升溫至280-320°C，保溫3-4h，再以80-100°C /h升溫至470-490°C，保溫l_2h，然后強風風冷至220-260°C，保溫4-5h，再空冷至室溫，然后以150-200 °C /h升溫至510-530 °C，保溫0.5_lh，然后以50-800C /h降溫至320-350°C，保溫2_3h，再放入0_5°C的10% NaCl冰鹽水中冷卻至50°C以下，然后取出以60-70°C /h升溫至125-145°C，保溫5-10h，空冷至室溫后以50-60°C /h升溫至85-95°C，保溫4-8h，再以30-40°C /h升溫至160_180°C，保溫8_12h，空冷至室溫即可。
【專利摘要】本發明公開了一種高強韌鋁合金輪轂材料的制備方法。其主要通過兩種配方配比不同的合金液霧化得到的鋁合金粉依次進行球磨混料，冷等靜壓成形，熱擠壓，熱處理等步驟制作而成。本發明制得的鋁合金輪轂材料具有極高的強度和韌性，其抗拉強度、屈服強度、延伸率以及沖擊韌性相對于傳統的鋁合金輪轂材料均有明顯地提高，大大改善了鋁合金輪轂材料的力學性能，同時還具有優異的耐磨性、抗腐蝕性、抗氧化性和耐疲勞性。
【IPC分類】C22C21-10, C22C21-02, C22C1-04, C22F1-043
【公開號】CN104775057
【申請號】CN201510050271
【發明人】徐獻朝, 徐奇峰
【申請人】安徽省斯特嘉汽車零部件有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年2月2日