[发明专利]一种高速列车轴箱体用铝合金以及高速列车轴箱体的制造方法

说明书

本发明公开了一种高速列车轴箱体用铝合金以及高速列车轴箱体的制造方法，属于铝合金材料技术领域。其化学元素组成质量百分含量包括：5.8‑7.6％Zn、1.5‑1.8％Mg、2.0‑2.5％Cu、0.1‑0.2％Zr、0.07‑0.12％Ti，其余为Al。本发明的高速列车轴箱体较现用的轴箱体重量显著降低，可实现40％以上的减重率，且力学性能好。

技术领域

本发明涉及铝合金材料技术领域，具体涉及一种高速列车轴箱体用铝合金以及高速列车轴箱体的制造方法。

背景技术

随着高速列车运行速度的逐渐提高及节能环保的重要需求，高速列车的进一步轻量化成为高速列车设计制造的基本要素，也是必然趋势。

目前运营的高速列车轴箱体主要采用球墨铸铁材料制造，导致轴箱体总体质量较高。铝合金作为轻量化的结构材料，同时兼具有密度小、强度高、导电导热性好、耐蚀性好、易成型和加工等优点，已广泛应用于高速列车的制造领域。现有的高速列车轴箱体采用铝合金来降低轴箱体质量实现轻质化上满意，但其性能上难以达到高速列车轴箱体高要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种高速列车轴箱体用铝合金以及高速列车轴箱体的制造方法，以解决现有的高速列车轴箱体采用铝合金来降低轴箱体质量实现轻质化上满意，但其性能上难以达到高速列车轴箱体高要求的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种高速列车轴箱体用铝合金，其化学元素组成质量百分含量包括：5.8-7.6％Zn、1.5-1.8％Mg、2.0-2.5％Cu、0.1-0.2％Zr、0.07-0.12％Ti，其余为Al。

本发明的铝合金材料，降低了Mg含量以提高Zn/Mg比值后有利于提高合金的抗拉强度，尤其通过降低Mg来提高Zn/Mg使得总体Zn、Mg含量降低，有利于保证合金具有高强度的同时具有较好的塑性，即延伸率。并辅以Zr和Ti元素起细化晶体的作用，进一步提高合金强度和塑性。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述高速列车轴箱体用铝合金由以下原料制成：Al-Cu中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Ti中间合金、纯Al、纯Zn和纯Mg。

一种高速列车轴箱体的制造方法，采用上述的高速列车轴箱体用铝合金，包括以下步骤：

(1)将纯Al加热至全部融化成熔体，然后依次加入Al-Cu中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Ti中间合金、纯Zn和纯Mg，搅拌混合后进行浇注，制得含Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti的合金铸坯；

(2)先将合金铸坯去除外皮，加热至380-450℃保温8-14h，再继续加热至450-490℃保温20-26h后，室温下水冷；

(3)将经步骤(2)处理后合金铸坯加热至380-450℃保温2-6h，进行热挤压，挤压筒预热温度为380-450℃，挤压比≥10；

(4)将经步骤(3)处理后的合金铸坯加热至380-450℃保温2-6h；

(5)将经步骤(4)处理后的合金铸坯进行等温模锻，即得轴箱体锻坯；

(6)将经步骤(5)获得的轴箱体锻坯按照轴箱体粗加工图纸进行粗加工；

(7)将经步骤(6)加工后的轴箱体锻坯加热至450-500℃保温2-6h，室温水冷；然后加热至110-140℃保温18-26h，空冷；

(8)将经步骤(7)处理后的轴箱体锻坯按照轴箱体精加工图纸进行精加工。