[發明專利]一種鑄造鋁硅鎂汽車輪轂合金的變質方法

在審

• 申請號: 201710480822.8
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107058819A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 谷和文;丁思潮
• 申請（專利權）人: 安徽銀力鑄造有限公司
• 主分類號: C22C21/04
• 分類號: C22C21/04;C22C1/03;C22C1/06
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及一種鑄造鋁硅鎂汽車輪轂合金的變質方法，屬于鑄造技術領域。

背景技術

鑄造鋁硅鎂合金是一個具有優秀的綜合性能的鑄造鋁合金，它不僅具有很好的鑄造性能（流動性好、線收縮小、氣密性好、無熱裂傾向），可鑄造薄壁和形狀復雜的鑄件，而且通過熱處理可達到較高的機械強度、良好的塑性和高沖擊韌性，因此成為了汽車鑄造鋁輪轂的首選材質。

鑄造鋁硅鎂合金中Si的質量百分數大于6%時，共晶硅呈粗大的針狀、片狀，合金容易沿晶粒的邊界或板片狀硅本體開裂而形成裂紋，使合金變脆，導致合金的力學性能尤其韌性降低，因此，需要對進行變質處理，以改善硅相形態，細化晶粒，提高其力學性能。目前，鑄造鋁硅鎂汽車輪轂合金澆注前多采用化學變質方法，對共晶硅組織變質而改善他們組織形態的同時，卻給合金液引入了新的雜質。

電脈沖處理是一種新型凝固細晶技術，其通過對金屬液施加脈沖電場，改善溶體結構，進而細化合金凝固組織。該技術方法簡便、靈活，且不需要添加額外的變質劑，使得在生產過程中沒有其它元素的加入，避免了金屬液的污染，因此，采用電脈沖處理技術對金屬材料處理，既可以達到細化金屬凝固組織的目的，又不會對金屬造成任何污染，因而具有重要的研究價值。目前已有關于電脈沖處理技術應用于鋁硅合金的文獻報道，但是單一的電脈沖變質處理已經不能滿足合金凝固組織細化的需要。為了顯著細化鑄造鋁硅鎂汽車輪轂合金的凝固組織和顯著提高其力學性能，本發明開發了一種脈沖電場結合機械攪拌、超聲波振蕩的變質方法。

發明內容

本發明提供了一種鑄造鋁硅鎂汽車輪轂合金的變質方法。本發明采用脈沖電場結合機械攪拌、超聲波振蕩的變質方法，顯著細化了鑄造鋁硅鎂汽車輪轂合金的凝固組織，從而顯著提高了其力學性能。

為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種鑄造鋁硅鎂汽車輪轂合金的變質方法，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：Si 6.9-7.8、Mg 0.3-0.6、Cu≤0.2、Mn≤0.1、Fe≤0.15、Zn≤0.1、Ti≤0.2，余量為Al進行配料計算；

（2）將熔化爐在150-200℃下預熱1-2h，然后升溫至660-690℃，按照配料計算的量加入鋁錠熔化，再升溫至680-720℃，按配料計算的量加入Al-Si合金，待合金熔化后，按配料計算的量加入鎂條；然后升溫至770-810℃，加入精煉劑精煉10-15min，扒渣，靜置15-20min后進行變質處理：先調整溫度至740-780℃，在2000-4000r/min的轉速下攪拌20-30min，再調整溫度至765-805℃，在脈沖電壓為300-500V、脈沖頻率為4-6Hz的脈沖電場下處理30-60s，最后調整溫度至750-790℃，在300-400W的功率下超聲波振蕩10-20min；變質處理完成后用混合氣體進行除氣精煉，氣體壓力為50-100kpa,氣體流量為1.5-2.0m³/min，精煉5-10min，扒渣，靜置3-6min后開始澆注；

（3）澆注前將金屬型模預熱到180-220℃，然后在730-760℃的溫度下澆注成錠即可。

所述鋁錠的純度為99.99%以上。

所述Al-Si合金中Si的質量百分含量為32-36%。

所述精煉劑為六氯乙烷，六氯乙烷的加入量為合金液質量的0.5-1%。

所述混合氣體是由氬氣、氮氣、二氧化碳按照體積比3-5:2-4:1-3混合而成。

本發明的有益效果：

本發明采用脈沖電場結合機械攪拌、超聲波振蕩的變質方法，鑄造鋁硅鎂汽車輪轂合金的凝固組織顯著細化，力學性能顯著提高，其效果好于單一的脈沖電場處理。本發明制得的鑄造鋁硅鎂汽車輪轂合金的共晶硅的形貌、尺寸顯著改善，共晶硅形態由粗大的針狀、片狀變為細小的纖維狀或層片狀，合金的抗拉強度和伸長率較常規變質處理分別提高了30%以上和120%以上。

具體實施方式

實施例1

一種鑄造鋁硅鎂汽車輪轂合金的變質方法，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：Si 6.9-7.8、Mg 0.3-0.6、Cu≤0.2、Mn≤0.1、Fe≤0.15、Zn≤0.1、Ti≤0.2，余量為Al進行配料計算；