[发明专利]铝合金汽车轮毂复合强化技术

说明书

技术领域

本发明属新材料领域，具体涉及一种铝合金汽车轮毂复合强化技术。

背景技术

轮毂是汽车上最重要的安全件之一，有钢制轮毂和铝制轮毂之分，轮毂接受着汽车和载物质量作用的压力，受到车辆在起动、制动时动态扭矩的作用，还承受汽车在行驶过程中转弯、凹凸路面、路面障碍物冲击等来自不同方向动态载荷发生的不规则交变受力。轮毂的质量和可靠性不但关系到车辆和车上人员物资的平安性，还影响到车辆在行驶中的平稳性、支配性、舒适性等性能，这就要求轮毂动平衡好、疲劳强度高、有好的刚度和弹性、尺寸和形状精度高、质量轻等。因此汽车生产厂家对铝合金轮毂的性能要求越来越高，在日常生产过程中采用的铝合金轮毂材料往往出现下列一些不尽如人意的情况：硬度提高了，但材质变脆，韧性达不到要求，或者韧性达到要求，但硬度却满足不了要求。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种铝合金汽车轮毂复合强化技术，通过改变铝合金轮毂材料配方、合金化熔炼、热处理技术以增强铝合金轮毂的力学性能，提高铝合金轮毂的硬度和抗拉强度，使铝合金轮毂的硬度和韧度达到一个合理的范畴。其发明内容如下：

1、其合金各组分的质量百分比为：Si6.5-7.5％，Mg0.5-3％，Cu0.03-0.2％，Mn0.3-0.4％，Ti0.05-0.1％，Ni0.02-0.04％，Sr0.01-0.02％，其余为Al。

2、材料的制备，是通过以下步骤实现的：

(1)首先，将2/3的铝料加入到熔炼炉中进行熔化，当铝料熔化后，按材料配方将结晶硅、镁等材料用钟罩压铝液中，再将剩余的1/3铝料加入到熔炼炉中，待合金全部熔化并搅拌均匀后升温至740℃，然后依次加入Cu、Sr、Ti等中间合金，继续升温至750-780℃；

(2)采用Al-10％RE变质及Al-5Ti-1B细化处理，为保证变质处理的效果，选用变质效果持续时间长，变质效果和重熔性都很好的Al-10％RE(混合稀土)中间合金进行变质处理，变质处理温度为750℃，变质剂用量为合金重量的1％；

(3)使用无毒精炼剂进行精炼处理，将合金液温度调整至710℃～720℃，精炼剂用量为合金重量的1.3-1.5％；

(4)加入Ar2气精炼除气，喷吹压力为0.25-0.35MPa，吹气时间10-20min，再降温至665-675℃，撒上一层无毒除渣剂在液面上，静置10min后拨渣保温待用。

3、成品热处理：

(1)固熔温度为(538±5)℃，时间5h；

(2)固熔后需在20S内淬火，水温控制在60-90℃；

(3)人工时效温度为(138±5)℃，时间4h。

通过在原有合金成份的基础上，添加微量元素(Mg、Ti、B、RE等)进行合理的成份优化，并在熔炼过程中进行有效的净化、晶粒细化、变质处理、成品热处理，保证合金有良好的铸造性能的同时，获得更好的力学性能。通过上述处理，其铝合金轮毂产品的抗拉强度可达262MPa，屈服强度可达179MPa，延伸率达到9％。超过了国内轮毂行业的强度性能标准，具有一定的生产实际意义，而且热处理周期的缩短，大大节约了生产成本。

具体实施方式

下面给出本发明的一个最佳实施例：

1、镁合金材料的配方为(重量百分比)：Si7.2％，Mg1.5％，Cu0.15％，Mn0.3％，Ti0.08％，Ni0.03％，Sr0.02％，其余为Al。

2、其制备步骤如下：

(1)首先，将2/3的铝料加入到熔炼炉中进行熔化，当铝料熔化后，按材料配方将结晶硅、镁等材料用钟罩压铝液中，再将剩余的1/3铝料加入到熔炼炉中，待合金全部熔化并搅拌均匀后升温至740℃，然后依次加入Cu、Sr、Ti等中间合金，继续升温至750℃；

(2)采用Al-10％RE变质及Al-5Ti-1B细化处理，为保证变质处理的效果，选用变质效果持续时间长，变质效果和重熔性都很好的Al-10％RE(混合稀土)中间合金进行变质处理，变质处理温度为750℃，变质剂用量为合金重量的1％；

(3)使用无毒精炼剂进行精炼处理，将合金液温度调整至720℃，精炼剂用量为合金重量的1.5％；

(4)加入Ar2气精炼除气，喷吹压力为0.3MPa，吹气时间20min，再降温至670℃，撒上一层无毒除渣剂在液面上，静置10min后拨渣保温待用。

3、成品热处理：

(1)固熔温度为545℃，时间5h；

(2)固熔后需在20S内淬火，水温控制在80℃；