一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，涉及機械零件加工技術領域，本發明通過配制鋁合金材料——熔化——初步精煉——細化處理——變質處理——再次精煉——裝模——熱處理——冷卻處理——自然冷卻十大工藝步驟，制造的鑄件具有良好的組織致密性，提高了產品質量，除此，鑄件的強度大大提高了，鑄件的性能得到了改善，且本發明提供的制備工藝步驟簡單，生產效率高。
【專利說明】
一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝
技術領域
[0001] 本發明涉及機械零件加工技術領域，特別涉及一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制 備工藝。
【背景技術】
[0002] 鋁合金及其加工材料具有一系列優良特性，諸如密度小、比強度和比剛度高、彈性 好、抗沖擊性能優良、耐腐蝕、耐磨、高導電、導熱、易表面著色、加工成形性良好以及高的回 收再生性、儲能和節能性等。鋁合金能較大程度地減輕汽車自身的質量，鋁合金作為典型的 輕質材料用于制造汽車零部件的優勢已越來越為人們所認可。
[0003] 目前，世界汽車年產量為7000萬輛左右，汽車保有量為8億輛，而我國2010年 汽車產量將突破1500萬輛，汽車保有量已超過5000萬輛。工業發達國家每輛汽車平均 用錯量為200kg，最高已達到380 kg，我國正在向100 kg/每輛邁進。如果按錯合金鑄件 和壓鑄件占汽車用鋁量的80%計算，那么汽車用鋁合金鑄造產品的數量是十分可觀的，可 以說汽車的發展拉動了鋁合金鑄造產品的發展。
[0004] 鋁合金率先應用到汽車上的是各類鋁合金鑄件，因為壓鑄仍然是鋁合金鑄造成型 的主要方式，因此汽車上的大部分零件都是采用壓鑄工藝生產 。雖然壓鑄工藝能夠制造出形狀復雜的產品，但是鋁合金普通壓鑄過程中存在固有的 缺點，如鑄件工藝質量不佳、鑄件性能低下等。
[0005] 普通壓鑄工藝嚴重制約了通過提升鑄件本體材料性能來實現鑄件輕量化的努力， 限制了鋁合金壓鑄件在汽車關鍵安全性能結構上的應用，還大幅降低了壓鑄生產的效率、 推高了生產工藝成本，最終導致了汽車廠商壓鑄生產利潤低和壓鑄產品市場競爭力低下。
[0006] 鑒于我國汽車工業與發達國家汽車工業在汽車零部件采用輕金屬材料的重量相 差甚遠，應從鋁合金在汽車工業上的應用及產業化的關鍵技術入手，必須致力于研究一種 新型的汽車上用的鋁合金鑄件的制備工藝，提高鑄件工藝質量和機械性能等。
【發明內容】
[0007] 本發明所要解決的技術問題是提供一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，以 解決現有技術中導致的鑄件工藝質量不佳、鑄件機械性能低下等上述多項缺陷。
[0008] 為實現上述目的，本發明提供以下的技術方案：一種用于汽車上的鋁合金鑄件的 制備工藝，包括以下步驟： (1) 配制鋁合金材料：其材料成分質量百分數配比為:Si: 8.0%~ 9.0%，Mn:4.0%~5.0%，Zn:0.2%~0.5%，Ti:0.1%~0.3%，Mg:0.02%~0.2%，Cr :0 · 6%~0 · 9%，Sb : 0 · 5%~1%，其余為A1; (2) 熔化:將步驟(1)中配制好的鋁合金，在熔化爐中加熱到760 °C~ 780 °C進行熔化； (3) 初步精煉:將步驟(2)中的鋁合金溶液的溫度調整到到740°C~ 760 °C，使用精煉除渣劑進行初步精煉處理； (4) 細化處理:將步驟(3)中的鋁合金溶液的溫度調整到720°C~740°C， 采用細化劑進行細化處理； (5) 變質處理:將步驟(4)中的鋁合金溶液的溫度調整到到700°C~ 720°C，采用變質劑進行變質處理； (6) 再次精煉:向將步驟(5)中的鋁合金溶液再次加入精煉劑進行精煉 處理，最后撇渣，并將鋁合金溶液轉入低壓鑄造機保溫爐中，鋁合金溶液的溫度調整到 680°C ~700°C 待澆； (7) 裝模:將步驟(6)中的鋁合金溶液倒入模具中，使其熔煉成鑄件； (8) 熱處理:將步驟(7)中的鑄件放入熱處理爐內，溫度控制在510~ 530 °C，保持1~2小時； (9) 冷卻處理:將步驟(8)中的鑄件放入常溫的水池內進行冷卻，時間 控制在0.5~1小時； (10) 自然冷卻:將步驟(9)中的鑄件從常溫的水池中取出，自然冷卻4~6小時。
[0009] 優選的，所述步驟（1)中，配制鋁合金材料：其材料成分質量百分數配比為：Si: 8.5%，Μη:4·5%，Ζη:0·35%，Ti :0.2%，Mg:0.11%，Cr :0.75%，Sb :0.75%，其余為A1。
[0010] 優選的，所述配制鋁合金材料的材料中，含有其他雜質的質量百分比小于0.3%。
[0011] 優選的，所述步驟（2)中，加入混合稀土，待混合稀土熔化后去除表面浮渣，攪拌2 ~4分鐘后，保溫靜置20~30分鐘，得到鋁合金溶液。
[0012] 優選的，所述的混合稀土的加入量為熔煉合金總質量的0.05%~0.1 %。
[0013]優選的，所述步驟(4)中，細化劑加入量為熔煉合金總質量的0.05%~0.3%。
[0014]優選的，所述細化劑為鋁鈦碳晶粒細化劑。
[0015] 優選的，所述步驟(5)中，變質劑加入量為熔煉合金總質量的0.2%~0.4%。
[0016] 采用本發明提供的以上技術方案的有益效果是:本發明通過配制鋁合金材料一一 熔化一一初步精煉一一細化處理一一變質處理一一再次精煉一一裝模一一熱處理一一冷 卻處理一一自然冷卻十大工藝步驟，制造的鑄件具有良好的組織致密性，提高了產品質量， 除此，鑄件的強度大大提高了，鑄件的性能得到了改善，本發明提供的制備工藝步驟簡單， 生產效率高。
【具體實施方式】
[0017] 下面通過對實施例的描述，對本發明的【具體實施方式】如所涉及的制造工藝及操作使用 方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域的技術人員對本發明的發明構思、技術方案有 更完整、準確和深入的理解。
[0018] 實施例1 一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，包括以下步驟： (1) 配制鋁合金材料：其材料成分質量百分數配比為:Si: 8.0%， Mn:4.0%，Zn:0.2%，Ti :0.1%，Mg:0.02%，Cr :0.6%，Sb :0.5%，其余為A1; (2) 熔化:將步驟(1)中配制好的鋁合金，在熔化爐中加熱到760 °C進 行熔化； (3) 初步精煉:將步驟(2)中的鋁合金溶液的溫度調整到到740°C，使 用精煉除渣劑進行初步精煉處理； (4) 細化處理:將步驟(3)中的鋁合金溶液的溫度調整到720°C，采用 細化劑進行細化處理； (5) 變質處理:將步驟(4)中的鋁合金溶液的溫度調整到到700°C，采 用變質劑進行變質處理； (6) 再次精煉:向將步驟(5)中的鋁合金溶液再次加入精煉劑進行精煉 處理，最后撇渣，并將鋁合金溶液轉入低壓鑄造機保溫爐中，鋁合金溶液的溫度調整到 680 °C待澆； (7) 裝模:將步驟(6)中的鋁合金溶液倒入模具中，使其熔煉成鑄件； (8) 熱處理:將步驟(7)中的鑄件放入熱處理爐內，溫度控制在510°C， 保持1小時； (9) 冷卻處理:將步驟(8)中的鑄件放入常溫的水池內進行冷卻，時 間控制在0.5小時； (10) 自然冷卻:將步驟(9)中的鑄件從常溫的水池中取出，自然冷卻4小時。
[0019] 本實施例中，所述配制鋁合金材料的材料中，含有其他雜質的質量百分比為0.1%。
[0020] 本實施例中，所述步驟(2)中，加入混合稀土，待混合稀土熔化后去除表面浮渣，攪 拌2分鐘后，保溫靜置20分鐘，得到鋁合金溶液。
[0021] 本實施例中，所述的混合稀土的加入量為熔煉合金總質量的0.05%。
[0022]本實施例中，所述步驟(4)中，細化劑加入量為熔煉合金總質量的0.05%。
[0023] 本實施例中，所述細化劑為鋁鈦碳晶粒細化劑。
[0024] 本實施例中，所述步驟(5)中，變質劑加入量為熔煉合金總質量的0.2%。
[0025] 實施例2 一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，包括以下步驟： (1) 配制鋁合金材料：其材料成分質量百分數配比為:Si: 9.0%， Μη: 5·0%，Ζη: 0.5%，Ti : 0.3%，Mg: 0.2%，Cr : 0.9%，Sb : 1%，其余為A1; (2) 熔化:將步驟(1)中配制好的鋁合金，在熔化爐中加熱到780 °C進行熔化； (1) 初步精煉:將步驟(2)中的鋁合金溶液的溫度調整到到760°C，使 用精煉除渣劑進行初步精煉處理； (2) 細化處理:將步驟(3)中的鋁合金溶液的溫度調整到740°C，采用 細化劑進行細化處理； (3) 變質處理:將步驟(4)中的鋁合金溶液的溫度調整到到720°C，采 用變質劑進行變質處理； (4) 再次精煉:向將步驟(5)中的鋁合金溶液再次加入精煉劑進行精 煉處理，最后撇渣，并將鋁合金溶液轉入低壓鑄造機保溫爐中，鋁合金溶液的溫度調整 至|J700°C待澆； (5) 裝模:將步驟(6)中的鋁合金溶液倒入模具中，使其熔煉成鑄件； (6) 熱處理:將步驟(7)中的鑄件放入熱處理爐內，溫度控制在530°C， 保持2小時； (7)冷卻處理:將步驟(8)中的鑄件放入常溫的水池內進行冷卻，時 間控制在1小時； (10)自然冷卻:將步驟(9)中的鑄件從常溫的水池中取出，自然冷卻6小時。
[0026]本實施例中，所述配制鋁合金材料的材料中，含有其他雜質的質量百分比為0.2%。 [0027]本實施例中，所述步驟(2)中，加入混合稀土，待混合稀土熔化后去除表面浮渣，攪 拌4分鐘后，保溫靜置30分鐘，得到鋁合金溶液。
[0028]本實施例中，所述的混合稀土的加入量為熔煉合金總質量的0.1%。
[0029] 本實施例中，所述步驟(4)中，細化劑加入量為熔煉合金總質量的0.3%。
[0030] 本實施例中，所述細化劑為鋁鈦碳晶粒細化劑。
[0031] 本實施例中，所述步驟(5)中，變質劑加入量為熔煉合金總質量的0.4%。
[0032] 實施例3 一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，包括以下步驟： (1)配制鋁合金材料：其材料成分質量百分數配比為:其材料成分質量百分數配比為： Si: 8.5%，Mn:4.5%，Zn:0.35%，Ti :0.2%，Mg:0.11%，Cr :0.75%，Sb :0.75%，其余為A1。
[0033] (2)熔化:將步驟(1)中配制好的鋁合金，在熔化爐中加熱到770°C進 行熔化； (3) 初步精煉:將步驟(2)中的鋁合金溶液的溫度調整到到750°C，使 用精煉除渣劑進行初步精煉處理； (4) 細化處理:將步驟(3)中的鋁合金溶液的溫度調整到730°C，采用 細化劑進行細化處理； (5) 變質處理:將步驟(4)中的鋁合金溶液的溫度調整到到710°C，采 用變質劑進行變質處理； (6) 再次精煉:向將步驟(5)中的鋁合金溶液再次加入精煉劑進行精 煉處理，最后撇渣，并將鋁合金溶液轉入低壓鑄造機保溫爐中，鋁合金溶液的溫度調整 至|J690°C待澆； (7) 裝模:將步驟(6)中的鋁合金溶液倒入模具中，使其熔煉成鑄件； (8) 熱處理:將步驟(7)中的鑄件放入熱處理爐內，溫度控制在520°C， 保持1.5小時； (9) 冷卻處理:將步驟(8)中的鑄件放入常溫的水池內進行冷卻，時 間控制在0.75小時； (10) 自然冷卻:將步驟(9)中的鑄件從常溫的水池中取出，自然冷卻5小時。
[0034] 本實施例中，所述配制鋁合金材料的材料中，含有其他雜質的質量百分比為 0.18%〇
[0035]本實施例中，所述步驟(2)中，加入混合稀土，待混合稀土熔化后去除表面浮渣，攪 拌3分鐘后，保溫靜置25分鐘，得到鋁合金溶液。
[0036]本實施例中，所述的混合稀土的加入量為熔煉合金總質量的0.075%。
[0037] 本實施例中，所述步驟(4)中，細化劑加入量為熔煉合金總質量的0.175%。
[0038] 本實施例中，所述細化劑為鋁鈦碳晶粒細化劑。
[0039] 本實施例中，所述步驟(5)中，變質劑加入量為熔煉合金總質量的0.3 %。
[0040] 實施例4 一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，包括以下步驟： (1) 配制鋁合金材料：其材料成分質量百分數配比為:Si: 8.6%， Mn:4.9%，Zn:0.3%，Ti :0.18%，Mg:0.1%，Cr :0.8%，Sb :0.7%，其余為A1; (2) 熔化:將步驟(1)中配制好的鋁合金，在熔化爐中加熱到760 °C進 行熔化； (3) 初步精煉:將步驟(2)中的鋁合金溶液的溫度調整到到755°C，使 用精煉除渣劑進行初步精煉處理； (4) 細化處理:將步驟(3)中的鋁合金溶液的溫度調整到738°C，采用 細化劑進行細化處理； (5) 變質處理:將步驟(4)中的鋁合金溶液的溫度調整到到705°C，采 用變質劑進行變質處理； (6) 再次精煉:向將步驟(5)中的鋁合金溶液再次加入精煉劑進行精 煉處理，最后撇渣，并將鋁合金溶液轉入低壓鑄造機保溫爐中，鋁合金溶液的溫度調整 至|J700°C待澆； (7) 裝模:將步驟(6)中的鋁合金溶液倒入模具中，使其熔煉成鑄件； (8) 熱處理:將步驟(7)中的鑄件放入熱處理爐內，溫度控制在530°C， 保持1小時； (9) 冷卻處理:將步驟(8)中的鑄件放入常溫的水池內進行冷卻，時 間控制在0.5小時； (10) 自然冷卻:將步驟(9)中的鑄件從常溫的水池中取出，自然冷卻4.5小時。
[0041] 本實施例中，所述配制鋁合金材料的材料中，含有其他雜質的質量百分比為 0.25%〇
[0042]本實施例中，所述步驟(2)中，加入混合稀土，待混合稀土熔化后去除表面浮渣，攪 拌2分鐘后，保溫靜置20分鐘，得到鋁合金溶液。
[0043]本實施例中，所述的混合稀土的加入量為熔煉合金總質量的0.1%。
[0044] 本實施例中，所述步驟(4)中，細化劑加入量為熔煉合金總質量的0.3%。
[0045] 本實施例中，所述細化劑為鋁鈦碳晶粒細化劑。
[0046] 本實施例中，所述步驟(5)中，變質劑加入量為熔煉合金總質量的0.3%。
[0047] 針對上述實施例1-4的鋁合金鑄件的性能進行試驗，結果如表1所示：
表1 由以上實用數據可知:本發明制造的鋁合金鑄件，表面無氣泡，光潔度好，鑄件的強度 也大大得到了提高，進而改善了鑄件的加工性能，且制備工藝簡單，生產效率高。
[0048]以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員 來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明 的保護范圍。
【主權項】
1. 一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，其特征在于:包括以下步驟： (1) 配制鋁合金材料：其材料成分質量百分數配比為:Si: 8.0%~9.0%， Mn:4.0%~5.0%，Zn:0.2%~0.5%，Ti:0.1%~0.3%，Mg:0.02%~0.2%，Cr:0.6% ~0.9%，Sb :0.5%~1%，其余為A1; (2) 熔化:將步驟(1)中配制好的鋁合金，在熔化爐中加熱到760 °C~780 °C 進行熔化； (3) 初步精煉:將步驟(2)中的鋁合金溶液的溫度調整到到740°C~760°C，使用精煉除 渣劑進行初步精煉處理； (4) 細化處理:將步驟(3 )中的鋁合金溶液的溫度調整到720 °C~740 °C， 采用細化劑進行細化處理； (5) 變質處理:將步驟(4)中的鋁合金溶液的溫度調整到到700°C~720°C， 采用變質劑進行變質處理； (6 )再次精煉:向將步驟(5 )中的鋁合金溶液再次加入精煉劑進行精煉處理， 最后撇渣，并將鋁合金溶液轉入低壓鑄造機保溫爐中，鋁合金溶液的溫度調整到680°C ~700 °C待澆； (7) 裝模:將步驟(6)中的鋁合金溶液倒入模具中，使其熔煉成鑄件； (8) 熱處理:將步驟(7 )中的鑄件放入熱處理爐內，溫度控制在510 °C~530 °C， 保持1~2小時； (9) 冷卻處理:將步驟(8)中的鑄件放入常溫的水池內進行冷卻，時間控制 在0.5~1小時； (10) 自然冷卻:將步驟(9)中的鑄件從常溫的水池中取出，自然冷卻4~6小時。2. 根據權利要求1所述的用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，其特征在于:所述步驟 (1) 中，配制鋁合金材料：其材料成分質量百分數配比為:Si : 8.5 %，Mn: 4.5%，Zn: 0.35 %， Ti :0.2%，Mg:0.11%，Cr :0.75%，Sb :0.75%，其余為A1。3. 根據權利要求1或2所述的用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，其特征在于:所述 配制鋁合金材料的材料中，含有其他雜質的質量百分比小于0.3%。4. 根據權利要求1所述的用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，其特征在于:所述步驟 (2) 中，加入混合稀土，待混合稀土熔化后去除表面浮渣，攪拌2~4分鐘后，保溫靜置20~30 分鐘，得到鋁合金溶液。5. 根據權利要求4所述的用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，其特征在于:所述的混 合稀土的加入量為熔煉合金總質量的0.05%~0.1 %。6. 根據權利要求1所述的用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，其特征在于:所述步驟 (4) 中，細化劑加入量為熔煉合金總質量的0.05%~0.3%。7. 根據權利要求1或6所述的用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，其特征在于:所述 細化劑為鋁鈦碳晶粒細化劑。8. 根據權利要求1所述的用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，其特征在于:所述步驟 (5) 中，變質劑加入量為熔煉合金總質量的0.2%~0.4%。
【文檔編號】C22C21/02GK105936990SQ201610469461
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年6月25日
【發明人】陳麗影, 謝飛飛
【申請人】安慶市天涯汽車配件有限公司