[發(fā)明專利]一種輪轂用細晶鋁合金材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410010542.7
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103774008A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 章功國;王涇文;段宗銀;李純金;陳超;王淑妍;張少伍;王曉芬;謝勇
• 申請（專利權(quán)）人: 馬鞍山市恒毅機械制造有限公司
• 主分類號: C22C21/08
• 分類號: C22C21/08;C22C1/02;C22F1/047;B60B27/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁合金材料領(lǐng)域，尤其涉及一種輪轂用細晶鋁合金材料及其制備方法。

背景技術(shù)

車輪的品質(zhì)和可靠性好壞不僅與車輛的安全密切相關(guān)，而且與汽車在行駛中的平穩(wěn)性、舒適性、安全操作有著密切關(guān)系。因而要求車輪的尺寸和形狀精度高，動平衡好，疲勞強度高、散熱性能好、剛性和彈性好。隨著汽車的發(fā)展，汽車的檔次越來越好，汽車速度越來越快，而且個性化要求也越來越高，所以對汽車輪轂的要求也越來越高。

我國汽車中廣泛使用的是普通鋁輪轂，是以模具鑄造而成的一個整體，產(chǎn)品的形狀單一，要更改輪子的參數(shù)及形狀必須更改模具?；且普通鑄造輪轂采用的是?A356-2?鋁材，A356-2?鋁材，其牢固性和散熱性也比較差，同時質(zhì)量還比較重。

為了解決上述技術(shù)問題，現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了一種三片式鋁合金鍛造輪轂，所謂三片式輪轂，是將輪轂分解成前片、中片和后片，然后再將之組合成一個完整的輪轂，但其又可以滿足所有輪轂的基本參數(shù)。這種輪轂無論從強度、質(zhì)量、散熱性及外形上都遠遠優(yōu)于普通鑄造輪轂。

上述三片式鋁合金鍛造輪轂常采用?6?系列（鋁鎂硅）合金材料生產(chǎn)，但是由于?6?系列（鋁鎂硅）合金材料本身的延展性還不夠，使得生產(chǎn)后的三片式鋁合金鍛造輪轂的伸縮性及自動疲勞恢復(fù)功能還達不到要求。

我國輪轂用鋁合金還存在一些問題，如強度不夠、重量大、加工性能差、散熱性差、變質(zhì)處理效果有限、鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定等等問題，需要進一步提高輪轂鋁合金的綜合性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種輪轂用細晶鋁合金材料及其制備方法，該鋁合金材料具有晶粒細小、性能好的優(yōu)點。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種輪轂用細晶鋁合金材料，其特征在于：其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為：硅4.2-4.5、鎂5.6-5.8、鈦0.8-1.1、硼0.6-0.8、鍶0.12-0.15、As0.15-0.18、Hf0.08-0.12、Bi0.5-0.8、余量為鋁。

所述的輪轂用細晶鋁合金材料的生產(chǎn)方法，其特征在于：

（1）、準備純鋁錠與廢鋁按1：0.3-0.5比例作為鋁基質(zhì)來源，將純鋁錠加入投入爐中熔化，進行脫雜質(zhì)、脫氧、采用精煉劑一次精煉、添加合金成分進行合金化，再加入廢鋁熔化、加入精煉劑二次精煉、檢測并調(diào)整化學元素成分含量至合格、澆鑄、鑄后熱處理等；

（2）、合金化過程中向爐內(nèi)投入合金元素的批次順序為：（1）鎂、Bi、As；（2）硅、Hf；（3）其他剩余成分；各批次投入元素的時間間隔為20-23分鐘，投料后攪拌均勻。

所述的鑄后熱處理是：先由室溫以220-240℃/小時速率升溫至300-320℃，保溫30-40分鐘，再以200-220℃/小時速率升溫至430-440℃，保溫30-40分鐘，再以200-220℃/小時速率升溫至540-550℃，保溫6-7小時；用70-80℃清水冷卻至100-120℃，再自然冷卻至室溫；再以200-220℃/小時速率升溫至140-150℃，保溫3-4小時，取出空冷即得。

所述的精煉劑由下列重量份的原料制成：鋁粉10-12、二氧化硅8-12、凹凸棒土8-12、鉀長石粉5-8、鋁釩土3-4、麥飯石3-4、剛玉粉3-4、氮化鋁5-6、樹木灰燼1-2、偏硅酸鈉2-3、氟化鈣3-5；其制備方法是將二氧化硅、凹凸棒土、鉀長石粉、麥飯石、鋁釩土、樹木灰燼混合，加熱至1600-1800℃，攪拌1-2小時，冷卻后，加入至10-15%的鹽酸溶液中，浸泡1-2小時，過濾，濾渣反復(fù)用清水洗凈，烘干，與其它成分合并混合均勻即得。

本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明鋁合金添加了鈦、硼、鍶等元素，晶粒細小,性能優(yōu)異,生產(chǎn)成本低廉,可滿足輪轂使用要求；通過合理控制鑄后處理溫度，分批投放合金元素，使得合金結(jié)晶均勻，強度高，使用部分廢鋁為原料，使合金品質(zhì)更為穩(wěn)定均一。該鋁合金用于制作輪轂，鑄造和鍛造性能好，導(dǎo)熱性好，耐沖擊，即使遇到重大撞擊也不會立即斷裂。本發(fā)明精煉劑用于鑄造生產(chǎn)，能使鑄件中的氣孔度降低1-2度，氧化夾雜物在2級左右，鑄件的氣密性高，成品率高。

具體實施方式

一種輪轂用細晶鋁合金材料，其含有的化學元素成分及其質(zhì)量百分比為：硅4.2-4.5、鎂5.6-5.8、鈦0.8-1.1、硼0.6-0.8、鍶0.12-0.15、As0.15-0.18、Hf0.08-0.12、Bi0.5-0.8、余量為鋁。

所述的輪轂用細晶鋁合金材料的生產(chǎn)方法為：