[发明专利]一种轮毂的复合变质铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车配件技术领域，尤其涉及一种轮毂的铸造方法。

背景技术

汽车轮毂是汽车的关键零件，其质量关系到汽车安全，这对轮毂内部冶盘质量和力学性能要求很高，因此，对轮教用材料的组织性能要求很高。随着汽车轻量化的发展，使用铝合金不仅能减轻汽车质量，还能提高车轮的散热性降低车轮温度，从而提高轮胎寿命，同时还可以节约生产成本。所以，近年轮毂用铝合金的需求量逐年增大。

A356合金属于Al-Si-Mg系合金，具有良好的铸造性能，其铸件具有较高的强度和良好的塑性与冲击韧度，在汽车轮毂上有着广泛应用。由于A356合金组织中有粗大的片状共晶硅需要进行变质处理日前使用最多的变质剂为Sr。其具有变质效果好、无污染等优点，但是Sr变质时能增大合金熔体的吸气性，会造成铸件气孔疏松、针孔度不合格等问题。

因此，如何对轮毂用合金进行变质，以提高其铸造性能，是本领域面对的技术难题之一。

发明内容

本发明的目的在于提出一种轮毂的铸造方法，能够使得得到的轮毂性能出色。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种轮毂的复合变质铸造方法，包括：

(1)将轮毂用铝合金熔化，并用C₂C_l6精炼和Ar气除气；

(2)在720-740℃下加入Al-10RE和Al-10Sr中间合金进行变质处理；

(3)720-730℃下，合金液浇注到已预热的铸模中，得到所述铝合金轮毂。

优选的，步骤(1)所述轮毂用铝合金为A356铝合金，其成分组成如下：Si 6.75％，Mg 0.20～0.40％，Fe≤0.20％，Cu≤0.20％，Mn≤0.10％，Zn≤0.10％，Ti≤0.20％；其他元素:每种≤0.05％，总和≤0.15％；铝为余量。

所述稀土RE为含镧La和铈Ce的混合稀土且Ce:La的重量比为2:1-1:2，优选1:1。

用Sr变质处理后，合金熔体具有具有较强的吸氢倾向，会使氢含量增加。当RE加入后，能与游离态的[H]发生反应，生成化学性质稳定的REH₂和REH₃，合金液凝固时，化合态的氢不会聚集生成气泡，从而降低铸件的针孔率。另外，稀土元素还具有较强的表面活性，可以降低铝熔体的表面张力，从而增加其流动性，这有利于氢气泡从液固相中溢出到液体表面。

RE能够细化初生α(Al)晶粒粒，RE中La和Ce复合变质，二者起到协同作用，相比单独使用La和Ce时，合金中Si相更加细化，从板条状或针状转变为圆球状或短棒状，组织最为细化均匀。

因为A356铝合金的液相线是590摄氏度，所以在A356铝合金熔体凝固前，会发生共晶反应，生成的α(Al)可以为凝固提供结晶核心，所以加入RE后能够达到细化初生α(Al)晶粒的作用。另外，RE可以影响细化TiAl₃、TiB₂在熔体中的分布，稀土元素可以和细化相表面的活性触点结合，增加细化相与A356熔体的湿润性，从而提高细化相与熔体的相容性，降低细化相的团聚倾向。同时还能生成面心立方体Ti₂Al₂₀RE相，其具有更多的晶面与Al晶体匹配。基于上述原因，RE和Sr在一定浓度范围内起到协同细化、变质作用。

但是，过量的RE能够与熔体中的Sr和Si发生反应，会降低变质剂的有效量，并使得化合物在晶界处形成偏析，会导致变质效果的衰减。因此，在本发明中，RE的用量不超过2.5％。

复合变质能够提高铸件的力学性能和导电率，其中0.2％RE+0 20％Sr时达到最高，抗拉强度为235MPa.硬度为121HB，相比单纯使用RE或Sr时分别提高了6.9％和8.3％，导电率达到了42.7％IACS。各项性能随复合变质剂用量的变化情况和微观组织变化规律一致。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

一种轮毂的铸造方法，包括：

(1)将轮毂用铝合金熔化，并用C₂C_l6精炼和Ar气除气；

(2)在720℃下加入Al-10RE和Al-10Sr中间合金进行变质处理，RE的加入量为0.2wt％，Sr加入量为0.2Wt％；

(3)730℃下，合金液浇注到已预热的铸模中，得到所述铝合金轮毂。