[发明专利]高强度汽车铝合金轮辋

说明书

【技术领域】：

本发明涉及一种汽车轮辋，特别是一种匹配于大型车辆的高强度汽车铝合金轮辋。 

【背景技术】：

轮辋是车轮中固定、安装轮胎的部件，属于汽车保安件，轮辋结构有两件式、三件式、四件式、五件式等，最常用的是两件式和三件式。轮辋按其制造材料的不同可分为钢制轮辋和铝合金轮辋，目前国内外一般采用的是钢制轮辋，这些钢制轮辋通过型钢加工或板材滚压的方式制造而成，其主要采用的材料牌号是12LW-GB11262-89、BG380CL等，其中12LW-GB11262-89材料的抗拉强度σ_b为355～470MPa、延伸率为＞30％。而铝合金轮辋与钢制轮辋相比，在轻量化、散热性、吸能性、可塑性等方面具有绝对优势；但是，现有的铝合金轮辋主要是由牌号为6061-T6(旧牌号为LD30)的中等强度铝合金材料锻造旋压而成，该牌号生产的铝合金轮辋产品经过固溶强化及时效处理后，抗拉强度σ_b为295MPa左右，只达到钢制轮辋抗拉强度下限的83％左右，与钢制轮辋相比，其强度还有一定差距。由于轮辋的强度低会导致轮辋比较易于变形，因此，现有铝合金轮辋的使用范围比较窄，只适于在中、小型汽车中使用，难以在大型汽车中推广使用，因而它在扩大使用范围方面还存在局限性。 

【发明内容】：

本发明要解决的技术问题是：提供一种高强度的汽车铝合金轮辋，以解决现有铝合金轮辋所存在的强度低、使用范围窄的问题。 

解决上述技术问题的技术方案是：一种高强度汽车铝合金轮辋，它由高强度铝合金材料制造而成，该高强度铝合金材料是在6061-T6材料基础上增加Ti的含量以及添加Sb、Sr合金元素所得，该高强度铝合金材料的主要化学元素及其质量百分比含量为：Si 0.4～0.8％，Mg 0.8～1.2％，Ti 0.20～0.22％，Zn 0.2～0.3％，Fe 0.6～0.8％，Cu 0.15～0.4％，Cr 0.04～0.35％，Mn 0.1～0.2％，Sb 0.02～0.03％，Sr 0.02～0.03％，其余为Al。 

本发明的进一步技术方案是：所述高强度铝合金材料的主要化学元素及其质量百分比含量为：Si 0.6～0.7％，Mg 1.0～1.1％，Ti 0.2％，Zn 0.23～0.26％，Fe 0.7～0.8％，Cu 0.25～0.3％，Cr 0.15～0.25％，Mn 0.15～0.18％， Sb 0.025～0.03％，Sr0.025～0.03％，其余为Al。 

本发明所采用的高强度铝合金材料中各化学元素的作用和机理如下： 

Si：Si能改善合金的铸造性能，在铝合金熔炼温度下形成液溶体，室温下固溶度很小。 

Mg：Mg主要是以固熔状态和β(Mg₂Al₃或Mg₅Al₈)相存在，对Al的强化作用较大，是合金中的主要强化相。 

Ti：Ti在合金中主要起细化铸造组织、焊缝组织和降低合金的热裂倾向的作用，它与Al结合生成的化合物能提高合金的机械性能。 

Zn：Zn在变形条件下，对合金强度的提高有利，同时具有防腐的作用。 

Fe：Fe是难溶化合物，在铸锭组织中形成硬脆相，容易产生加工裂纹，还降低腐蚀性能。 

Cu：Cu是重要的合金元素，有一定的固溶强化效果，此外时效析出的CuAl₂有着明显的时效强化效果，过量的Cu能降低合金的耐腐蚀性能，因此要控制好Cu的含量。 

Cr：Cr在铝合金中，能阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金有一定的强化作用，另外，Cr还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。 

Mn：Mn可以提高合金的再结晶温度，阻止晶粒粗大，并能提高合金的强度，阻止Mg在基体中的溶解度，减少裂纹倾向，从而提高延展性能。 

Sb：Sb主要用作铸造铝合金中的变质剂，在变形铝合金使用较少。锑元素加入某些Al-Zn-Mg-Cu系合金中，能改善热压与冷压工艺性能，提高合金的旋压性能。 

Sr：Sr是表面活性元素，在结晶学上锶能改变金属间化合物相的行为。因此用锶元素进行变质处理能改善合金的塑性加工性能和最终产品质量。 

由于采用上述技术方案，本发明之高强度汽车铝合金轮辋与现有的铝合金轮辋相比，具有以下有益之处： 

1、抗拉强度高：