[发明专利]一种轮毂专用铝合金锭及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金锭加工领域，特别是锻造轮毂专用铝合金锭及其制备方法。

背景技术

随着汽车工业的迅猛发展，铝合金轮毂的应用越来越普遍。铝合金轮毂比钢轮毂有四大 优点：一是降低非载荷重量，从而提高抓地性；二是改善了加速性和制动；三是增加了刚性， 铝轮毂的高硬度明显地减小了过弯时轮胎或轮毂的倾斜，这对于安装了高性能轮胎的车子尤 为重要；四是提高了制动系统的冷却效果，铝轮毂的合金中有些金属本身就是良好的热导体， 所以铝轮毂有利于将制动产生的热量迅速释放从而降低由于高热导致的制动失灵，而且由于 铝合金轮毂可以较自由的造型，就更能以某些有利于将气流导入到制动系统的造型有效降 温。但是，铝制轮毂也有一些缺陷，例如：铝合金较脆，很容易出现小裂纹，且不易被发 现，其强度也没有钢材高。为改善了铝合金轮毂的力学性能，从铝合金材料入手尤为关键。

目前，铸造铝合金轮毂普遍采用的是A356铝材，且生产铝合金轮毂时是一次性铸造成 型，没有进行再加工，金属的内部组织结构没有发生变化，存在机械性能较低的问题。

发明内容

本发明提供了轮毂专用铝合金锭及其制备方法，对铝合金轮毂采用的铝合金材料进行了 变质和细化处理，为提高铝合金轮毂的机械性能提供了保证。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种轮毂专用铝合金锭，各成分的质量百分比分别为：Si1.2～2.0％、Mn0.05～0.2％、 Cr0.05～0.1％、Mg2.0～2.8％、Cu0.1～0.3％、Zn0.1～0.3％、Ti0.3～0.8％、Sn0.09～0.25％、Zr0.1～0.2％、 Er0.1～0.2％、Sr0.1～0.2％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。

优选的，所述铝合金锭中各成分的质量百分比分别为：Si1.7％、Mn0.12％、Cr0.08％、 Mg2.5％、Cu0.2％、Zn0.2％、Ti0.6％、Sn0.18％、Zr0.15％、Er0.15％、Sr0.15％，其他金属及 非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。

一种轮毂专用铝合金锭的制备方法，包括以下步骤：

(1)熔化：将铝原料和镁、硅成分及覆盖剂在熔炼炉中熔化至700～720℃，然后加入除 了铝、镁、硅之外的其他合金成分，继续升温至740～750℃，待合金元素全部熔化后得铝合 金熔液；

(2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至720～730℃，加入精炼剂进行精炼处理，然后升 温至750-760℃，通入氩气进行进一步的除气精炼，精炼后扒渣；

(3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至690～710℃；

(4)铸锭：将经步骤(3)处理后的铝合金熔液通过铸造机进行成型铸造，铸造过程中， 铸造速度控制在70～75mm/min，冷却水水压控制在0.09～0.14MPa，最终铸造成直径为 45～55cm、高度为25～30cm的铝合金锭成品。

本发明的铝合金锭，在铸造的过程中加入了Ti、Zr、Er、Sr元素，并辅以Si、Mn、Cr、 Mg、Sn、Cu等其他元素的协同作用，可对铝合金组织起到变质和细化作用，使铝合金组织 各部位的晶粒平均尺寸更细小，分布各均匀，从而提高了铝合金的力学性能，为改善铝合金 轮毂的机械性能提供了保证。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围和应用范围不限于以 下实施例：

实施例1

轮毂专用铝合金锭，各成分的质量百分比分别为：Si1.7％、Mn0.12％、Cr0.08％、Mg2.5％、 Cu0.2％、Zn0.2％、Ti0.6％、Sn0.18％、Zr0.15％、Er0.15％、Sr0.15％，其他金属及非金属的 杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。

上述轮毂专用铝合金锭的制备方法，包括以下步骤：

(1)熔化：将铝原料和镁、硅成分及覆盖剂在熔炼炉中熔化至700～720℃，然后加入除 了铝、镁、硅之外的其他合金成分，继续升温至740～750℃，待合金元素全部熔化后得铝合 金熔液；

(2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至720～730℃，加入精炼剂进行精炼处理，然后升 温至750-760℃，通入氩气进行进一步的除气精炼，精炼后扒渣；