[发明专利]一种硼酸镁晶须增强A356铝合金轮毂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硼酸镁晶须增强A356铝合金轮毂的制备方法，属于铝合金加工技术领域。

背景技术

轮毂是汽车行驶系统的重要部件之一，是一种要求较高的保安件，它与车辆的行驶性能、乘坐的舒适性和安全性具有很大的关系。铝合金因具有重量轻、节能降耗、价格低、表面质量高、散热性好、易于成型、减振性能好等优点，而被广泛用于制作汽车轮毂。随着汽车工业的快速发展，对铝合金轮毂的性能要求也随之不断提高，传统铸造工艺制得的铝合金轮毂成品容易产生成分偏析，导致成品的力学性能不如人意，无法满足市场的需求。相比于传统的制备工艺,用粉末冶金工艺制备的铝合金材料,可有效地避免成分偏析,减少切削甚至无切削,提高其力学性能。然而目前市场上很少见到粉末冶金工艺制备的铝合金轮毂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硼酸镁晶须增强A356铝合金轮毂的制备方法。

    为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：      一种硼酸镁晶须增强A356铝合金轮毂的制备方法，包括以下步骤：

    （1）按照以下质量百分数的合金元素：Si 6.8-7.4、Mg 0.25-0.35、Fe 0.1-0.2、Cu 0.1-0.2、Mn 0.05-0.1、Zn 0.05-0.1、Ti0.08-0.16、Ga 0.03-0.05、Ce 0.02-0.04、Er 0.01-0.03，余量为Al进行配料，将配好的炉料投入熔化炉中进行加热熔化，精炼除气，扒渣，取样分析，二次精炼除气和二次取样分析操作；

    （2）将合金液经漏嘴流入喷雾装置中，通过雾化喷嘴进行气体雾化，雾化气体为氮气或氩气，气体压力为1.0-1.5MPa；

（3）将雾化得到的合金粉末转入球磨机内，再加入14-18wt%的改性硼酸镁晶须进行球磨混料，球料比为4-6:1，转速为400-500r/min,正反装10-15min交替进行，混料时间为4-5h；

（4）将混合后的粉料在375-405MPa的压力下冷等静压成坯料，脱模后用纯铝皮包套处理，然后以80-100℃/h升温至165-185℃，保温2-3h，再以70-90℃/h升温至330-360℃，保温3-5h，再以90-110℃/h升温至530-550℃，保温6-10h后再在380-400MPa的压力下保压1-2h；

（5）将步骤（4）得到的坯料加热在375-395℃，保温2-3h，然后轧制成厚度为30-70mm的热轧板，开轧温度为420-460℃，终轧温度为350-370℃；

（6）将步骤（5）得到的热轧板制成圆饼状坯料，然后预热至400-430℃，用锻压机进行锻压；将锻压得到的轮毂毛坯预热至345-365℃，再用旋压机进行强力旋压成形；

（7）将旋压之后的轮毂毛坯进行热处理：先以100-150℃/h升温至260-290℃，保温3-5h，再以80-120℃/h升温至450-480℃，保温1-2h，再以50-70℃/h降温至340-360℃，保温2-4h，空冷至常温，然后以150-200℃/h升温至370-390℃，保温2-3h，再以60-80℃/h升温至530-550℃，保温0.5-1h，室温水淬后以80-90℃/h升温至160-180℃，保温5-10h，再以40-50℃/h降温至75-85℃，保温2-3h，再以60-70℃/h升温至200-220℃，保温10-15h；

（8）将热处理之后的轮毂毛坯进行机加工及表面处理，即得轮毂成品。

步骤（3）所述的硼酸镁晶须改性步骤如下：按照摩尔比2-3:1称取柠檬酸和氯化高锡，在磁力搅拌下将柠檬酸与氯化高锡分别溶于去离子水中，制成浓度分别为30%、40%的溶液，然后将氯化高锡的水溶液缓慢地加入柠檬酸的水溶液中，机械搅拌5-10min，再加入相当于溶液重量30-40%的硼酸镁晶须，机械搅拌20-30min，超声处理4-6min，抽滤，烘干，最后在250-300℃温度下保温0.5-1h，再加热至680-740℃，保温1-2h，冷却至室温即可。

上述硼酸镁晶须的改性处理，可以提高晶须与金属基体的润湿性，阻止界面反应的发生，从而可以显著提高铝合金材料的力学性能。

本发明的有益效果：

本发明制得的铝合金轮毂不仅具有A356铝合金较高的韧性、塑性和良好的耐腐蚀性能、减震性能，还兼有硼酸镁晶须的高强度高硬度和良好的耐磨性、良好的高温性能和热稳定性的特点，经久耐用，安全可靠。

具体实施方式