[发明专利]一种高熵合金增强铝基梯度材料的轮毂及其制造方法

说明书

本发明公开了一种高熵合金增强铝基梯度材料的轮毂及其制造方法，所述轮毂包括6061铝合金轮毂，所述轮毂上设有AlNiFeCrCoTi高熵合金粉末颗粒(110)强化相，且所述强化相的添加量由轮毂的螺栓孔(11)处、轮辋与轮辐的连接处(21)沿着径向方向向彼此靠近的方向逐步降低，同时由轮辋与轮辐的连接处(21)沿着径向方向向外逐步降低。该轮毂各各部位强化相分别按照预设定的梯度分布，使得轮毂各部分的性能也呈现梯度变化，强化了轮毂的实际综合力学性能。

技术领域

本发明涉及汽车轮毂技术领域，尤其涉及一种高熵合金增强铝基梯度材料的轮毂及其制造方法。

背景技术

轮毂作为车轮的重要组成部分，其在车辆正常行驶的过程中起到非常重要的作用，其性能的好坏不仅影响到了行驶的安全性、操控性和舒适性，更影响了车辆对于不同环境的适应性，因此，提升轮毂的性能对于车辆具有一定的意义。近年来，随着复合材料的发展与应用，轮毂也进一步的向高强度、高韧性、低重量等方面发展。然而要同时实现所有性能的提升显得不切实际；使轮毂整体的某一性能有大幅增长又需要花费大量贵重材料，无法保证其经济性；使用组合式车轮则需要一定程度上降低其性能的稳定性。与此同时，随着近年来制备工艺的发展，梯度材料的应用逐渐变得广泛，其使用多种不同的材料，通过先进复合技术使得中间材料的组成和结构的连续呈现梯度变化，其材料的性能也随之体现出梯度分布，包括强度、韧性、耐热性、耐磨性等。且与常见的均质合金与复合材料不同，其强化相的分布与合金材料性能的改变可通过科学手段进行控制，最终呈现出均匀合理的变化趋势，兼具了均质合金与复合材料的优势。因此，亟需研发一种既能针对其特殊性能要求进行强化，又能保证其经济性与性能稳定性的新型轮毂。

发明内容

本方案针对上文提出的问题和需求，本发明的一个目的在于提出一种高熵合金增强铝基梯度材料的轮毂，由于采取了如下技术特征而能够实现上述技术目的，并带来其他多项技术效果；

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述高熵合金增强铝基梯度材料的轮毂的制造方法。

根据本发明第一方面的一种高熵合金增强铝基梯度材料的轮毂，包括6061铝合金轮毂，

所述轮毂上设有AlNiFeCrCoTi高熵合金粉末颗粒强化相，且所述强化相的添加量由轮毂的螺栓孔处、轮辋与轮辐的连接处沿着径向方向向彼此靠近的方向逐步降低，同时由轮辋与轮辐的连接处沿着径向方向向外逐步降低。

在本发明的一个示例中，由轮毂的螺栓孔处至轮辋与轮辐的连接处之间沿着径向方向依次分为多个第一区块，且每个第一区块中强化相的添加量相同，强化相的添加量由内外两端的第一区块向中间的第一区块逐渐降低；

其中，轮毂的螺栓孔处、轮辋与轮辐的连接处分别处于内外两端的第一区块内。

在本发明的一个示例中，轮毂的螺栓孔所处的第一区块范围为0～0.25倍的轮毂半径D内。

在本发明的一个示例中，轮辋与轮辐的连接处所处的第一区块范围为0.65～0.75倍的轮毂半径D内。

在本发明的一个示例中，位于轮毂的螺栓孔处的第一区块内强化相添加量为25～30vol％。

在本发明的一个示例中，位于轮辋与轮辐的连接处的第一区块内强化相添加量为20～30vol％。

在本发明的一个示例中，沿着径向方向由轮辋与轮辐的连接处向外至轮辋方向设置多个第二区块，且每个第二区块中强化相的添加量相同，强化相的添加量由靠近轮辋与轮辐的连接处的第二区块向远离轮辋与轮辐的连接处的第二区块逐渐降低。

根据本发明第二方面的一种高熵合金增强铝基梯度材料的轮毂的制造方法，包括如下步骤：

S10：将6061铝合金加热至700～750℃熔融状态并注入离心铸造设备中，然后在离心铸造设备中利用离心力铸造形成铝合金轮毂棒料；