[发明专利]用于诸如轮的应用的铝合金和制造方法

说明书

本文中所述的铝合金包含硅、铁、铜、锰、镁和铬。在各种实施方式中，所述铝合金还包含如下中的一种或多种：锌和钛。通常，在所述铝合金中铁和锰的总量不小于0.28重量％且不大于0.45重量％，并且在所述铝合金中所述晶粒具有不大于6mm的平均晶粒长度。可以在选定的温度下对铝合金坯进行锻造以制造轮。

相关申请的交叉参考

本申请要求于2018年1月12日提交的美国临时专利申请62/617018号的优先权，通过参考将其公开内容以其完整形式并入本文中。

技术领域

本公开内容涉及制造铝合金的材料、方法和技术。示例应用涉及铝轮的制备和制造。

背景技术

铝轮可能经历疲劳并且在一个或多个位置处产生裂纹。图1A是示例轮10的局部侧视横截面图。图1B是示例轮10的局部前视平面图。轮10包含在过渡半径20附近连接的轮辋12和盘16。轮辋12包含轮辋凹槽14和封闭侧凸缘18。盘16限定了多个手孔22。在安装部分处，盘16限定了凹盘面24和凸盘面26。通常，由疲劳导致的轮裂纹可能发生在轮辋凹槽中、封闭侧凸缘附近、过渡半径附近、凹盘面处、凸盘面处以及与手孔相邻处。

发明内容

车轮由各种材料如铝合金和钢制成。车轮的安全性和性能考量包括给定的轮在长时间段内抵抗疲劳的能力。用设计得比钢轮更轻的铝轮实现这些目标特别具有挑战性。

本文中公开和设想的材料、方法和技术涉及铝合金。与现有的铝轮相比，用本文中公开的铝合金以及根据此处公开的方法和技术制造的铝轮表现出改善的性能。

在一个方面，公开了一种铝合金。所述铝合金按重量计包含：0.80％～1.20％的硅；0.08％～0.37％的铁；0.35％～0.55％的铜；0.07％～0.37％的锰；0.70％～1.20％的镁；0.05％～0.11％的铬；不超过0.20％的锌；和不超过0.05％的钛，并且剩余的重量百分比包含铝以及偶存元素和杂质。

在另一个方面，公开了一种具有轮辋和盘的铝轮。所述铝轮由铝合金形成，所述铝合金按重量计包含：0.80％～1.20％的硅；0.08％～0.37％的铁；0.35％～0.55％的铜；0.07％～0.37％的锰；0.70％～1.20％的镁；0.05％～0.11％的铬；不超过0.20％的锌；和不超过0.05％的钛，并且剩余的重量百分比包含铝以及偶存元素和杂质。

在另一个方面，公开了一种制备铝合金的方法。所述方法包括接收铝合金坯并在不小于275℃且不大于460℃的温度下锻造铝合金坯。所述铝合金坯按重量计包含：0.80％～1.20％的硅；0.08％～0.37％的铁；0.35％～0.55％的铜；0.07％～0.37％的锰；0.70％～1.20％的镁；0.05％～0.11％的铬；不超过0.20％的锌；和不超过0.05％的钛，并且剩余的重量百分比包含铝以及偶存元素和杂质。

通过考虑详细说明和附图，将使本公开内容的其它方面变得显而易见。对于为了获得根据本公开内容的一些益处而使得材料、技术或方法包括本文中所表征的所有细节没有特殊要求。由此，所表征的具体实例是指所描述的技术的示例性应用，并且替代方案是可能的。

附图说明

图1A是现有技术的铝轮的局部侧视横截面图。图1B是图1A中所示的轮的局部前视平面图。

图2是在显微照片中确定晶粒宽度和晶粒长度的实例。

图3显示了源自蚀刻试验合金的实验结果的照片。

图4显示了蚀刻后各种试验轮的晶粒结构。

图5显示了图4中所示的各试验轮的疲劳性能。

图6显示了图4中所示的试验轮E对于两种不同合金的疲劳性能。

图7显示了当进行ASTM B368并随后进行径向轮疲劳试验时关于图4中所示的两种试验轮的疲劳性能。