[发明专利]一种防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法

说明书

本发明公开了一种防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法，特征是将铝铁复合铸造轮毂带着铸芯一并脱模后，用硅酸铝棉板包覆轮毂内圆部分，放入60℃‑90℃的水中淬火2‑5min；保留铸芯，只取下包覆的硅酸铝棉板后将含有铸芯的铝铁复合铸造轮毂在525℃—545℃保温3—5h；然后再次将含有铸芯的铝铁复合铸造轮毂用硅酸铝棉板包覆后在60℃‑90℃的水中淬火2‑5min；最后取下铸芯和包覆的硅酸铝棉板，将铝铁复合轮毂在190—210℃保温3—5h后空冷至常温。本发明方法减少了因冷却收缩在铝铁复合界面上产生的拉应力，解决了铝铁复合铸造轮毂铝铁复合界面热处理易开裂的问题，可将铝铁复合铸造轮毂的剪切性能提升到46.12MPa，满足铝铁复合铸造汽车轮毂的使用需求和规模化生产需求。

技术领域

本发明属于汽车零部件热处理工艺技术领域，具体涉及防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法。

背景技术

近年来，汽车轻量化已成为汽车材料研发的一个重要方向，而钢铁和铝合金作为汽车工业的主要原材料，铝铁双金属复合材料是满足轻量化需求的优秀解决方案。中国《特种铸造及有色合金》(2013年第33卷第6期，503-506页)介绍了一种通过铝铁双金属液-固复合铸造的工艺，在铸铁缸套上浇注铝合金，将铝合金和铸铁二者的性能优势结合在一起制备的铝铁双金属复合发动机缸体。但由于铝铁复合界面处易产生脆性的Al-Fe相，且铝合金和铸铁的热收缩系数差异较大，在复合铸件冷却过程中，铝铁复合界面会产生拉应力而导致铝铁复合界面处易发生开裂，从而大大降低了复合铸件的综合性能。而采用液-固复合铸造方式制备的铝铁复合铸造轮毂，在实际生产应用中，还必须通过热处理固溶强化才能满足使用需求，从而导致在铝铁复合铸造轮毂铸件淬火时轮毂铸件内外两侧同时遇冷收缩，铝铁复合界面处产生较大的拉应力，致使铝铁复合界面开裂，严重影响轮毂的性能，限制了铝铁复合铸造轮毂的普及应用。

发明内容

本发明的目的是提出一种防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法，以克服现有热处理方式淬火时铝铁复合铸件界面易产生裂纹的缺点，提升热处理后轮毂铝铁冶金结合界面的强度，获得满足生产与使用需求的铝铁双金属复合铸造轮毂。

本发明防止铝铁复合铸造轮毂淬火裂纹的热处理方法，其特征在于：

将包括由球墨铸铁镶件(1)和铝合金轮毂本体(2)组成的铝铁复合铸造轮毂铸件带着铸芯(5)一并脱模后，先保留铸芯(5)进行淬火前硅酸铝棉板包覆处理：将轮毂大圆端面置于硅酸铝棉板下托盘(6)上，在轮毂另一侧小圆端面盖上硅酸铝棉板隔热盖(4)，以包覆铝铁复合铸造轮毂内圆部分，然后放入60℃-90℃的水中淬火2-5min；

再取下隔热盖(4)与下托盘(6)，保留铸芯(5)，将含有铸芯(5)的铝铁复合铸造轮毂在525℃—545℃保温3—5h；

然后再次将含有铸芯(5)的铝铁复合铸造轮毂大圆端面置于硅酸铝棉板下托盘(6)上，在轮毂另一侧小圆端面盖上硅酸铝棉板隔热盖(4)，包覆铝铁复合铸造轮毂内圆部分后放入60℃-90℃的水中淬火2-5min；

最后取下隔热盖(4)和下托盘(6)，取出铸芯(5)，将铝铁复合轮毂在190—210℃保温3—5h后空冷至常温，即得到铝铁复合铸造轮毂成品。

与现有只进行常规热处理的铝铁复合轮毂相比较，本发明由于采取了在淬火前将轮毂内圆部分用硅酸铝棉板包覆后再进行淬火和保温的热处理过程的做法，保证了铸件的冷却过程由外部铝合金轮毂本体向内部球墨铸铁镶件单向进行，减少了铝合金轮毂本体与球墨铸铁镶件因冷却收缩在铝铁复合界面上产生的拉应力，解决了现有铝铁复合铸造轮毂由于铝铁热收缩系数不同带来的铝铁复合界面热处理易开裂的问题，适用于采用液-固复合铸造方式制备的铝铁复合铸造轮毂。获得了良好的铝铁冶金结合界面，将铝铁复合铸造轮毂的剪切性能从现有只进行热处理的铝铁复合轮毂通常的10-20MPa提升到了平均41.87MPa，从而可满足铝铁复合铸造汽车轮毂的使用需求和规模化生产需求。

附图说明