CN102936675A - 汽车轮毂用高强韧轻质合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
汽车轮毂用高强韧轻质合金材料及其制备方法，属新材料领域。其配方为：Si6-8％，Mg0.5-1％，Cu0.03-0.2％，Mn0.3-0.4％，Ti0.05-0.3％，Ni0.02-0.04％，Sr0.02-0.05％，La0.02-0.15％，Ce0.01-0.1％，其余为Al。制备方法包括：精炼、变质、细化、除气、除渣等。所制备的材料合金成分均匀，可显著增强材料的抗拉强度。铸件内部质量好，组织均匀、细小，断面上没有肉眼可见的缩松、缩孔和夹渣等铸造缺陷，可显著提高铝合金轮毂的硬度、抗拉强度及延伸率。
Description
技术领域
本发明属新材料领域，具体涉及一种汽车轮毂用高强韧轻质合金材料及其制备方法。
背景技术
能源、环境和安全是当今世界各国极为关注的三大问题，随着现代汽车节能降耗要求的不断高涨，安全和环保法规日趋严格，汽车轻量化的要求更为迫切。高强韧轻质铝合金轮毂较普通轮毂平均轻2kg左右，当车速为60km/h时可节省油耗5％-7％，提高了配套车辆的使用经济性。但轮毂减重是建立在轮毂强度要求基础之上的，没有强韧性，何谈轮毂减重。因而要实现轮毂减重必须提高轮毂材料的强韧性。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种汽车轮毂用高强韧轻质合金材料及其制备方法，以提高汽车轮毂的硬度、抗拉强度及延伸率。其合金各组分的质量百分比：Si6-8％，Mg0.5-1％，Cu0.03-0.2％，Mn0.3-0.4％，Ti0.05-0.3％，Ni0.02-0.04％，Sr0.02-0.05％，La0.02-0.15％，Ce0.01-0.1％，其余为Al。
汽车轮毂用高强韧轻质合金材料的制备，是通过以下步骤实现的：
(1)首先，按材料配方将铝、硅材料加入到熔炼炉进行熔化，然后依次加入Mg、Cu、Sr、Ti及稀土中间合金，待合金全部熔化后，加入覆盖剂、除渣剂进行初步除渣，并继续升温至750-780℃；
(2)使用无毒精炼剂对合金熔液进行精炼处理，将熔液温度降至710-720℃，精炼剂用量为合金重量的1.3-1.5％；
(3)采用Al-10％RE变质及Al-5Ti-1B细化处理，为保证变质处理的效果，选用变质效果持续时间长，变质效果和重熔性都很好的Al-10％RE(混合稀土)中间合金进行变质处理，变质处理温度控制在740-750℃，变质剂用量为合金重量的1％；
(4)加入Ar2气精炼除气，向熔体中喷吹Ar2气10-20min，降温至670-690℃，静置10分钟后除渣保温待用。
具体实施方式
实施例1：
合金材料的配方为(重量百分比)：Si7.5％，Mg 0.8％，Cu0.13％，Mn0.3-0.4％，Ti0.15％，Ni0.03％，Sr0.05％，La0.05％，Ce0.055％，其余为Al。其制备步骤如下：
(1)首先，按材料配方将铝、硅材料加入到熔炼炉进行熔化，然后依次加入Mg、Cu、Sr、Ti及稀土中间合金，待合金全部熔化后，加入覆盖剂、除渣剂进行初步除渣，并继续升温至760℃；
(2)使用无毒精炼剂对合金熔液进行精炼处理，将熔液温度降至720℃，加入精炼剂(用量为合金重量的1.5％)，迅速搅拌至均匀，继续升温至760℃，尽量采取在真空状态下下熔炼，使合金液不与空气接触，减少损耗及合金的氧化；
(3)采用Al-10％RE变质及Al-5Ti-1B细化处理，为保证变质处理的效果，复合变质及细化处理的时间控制在35min，温度为750℃。以提高合金的强度和塑性；
(4)加入Ar2气精炼除气，用喷枪吹入惰性气体并搅拌。Ar2气流量控制在1.8立方米/小时，吹气时间10-20min，压力控制在0.5Mpa。除气后降温至690℃，静置10分钟后除渣保温待用。
实施例2：
合金材料的配方为(重量百分比)：Si8％，Mg 1％，Cu0.03％，Mn0.3％，Ti0.05％，Ni0.02-0.04％，Sr0.05％，La0.02％，Ce0.01％，其余为Al。
其制备步骤如下：
(1)首先，按材料配方将铝、硅材料加入到熔炼炉进行熔化，然后依次加入Mg、Cu、Sr、Ti及稀土中间合金，待合金全部熔化后，加入覆盖剂、除渣剂进行初步除渣，并继续升温至750℃；
(2)使用无毒精炼剂对合金熔液进行精炼处理，将熔液温度降至710℃，加入精炼剂(用量为合金重量的1.3％)，迅速搅拌至均匀，继续升温至750℃，尽量采取在真空状态下下熔炼，使合金液不与空气接触，减少损耗及合金的氧化；
(3)采用Al-10％RE变质及Al-5Ti-1B细化处理，为保证变质处理的效果，复合变质及细化处理的时间控制在30min，温度为750℃。以提高合金的强度和塑性；
(4)加入Ar2气精炼除气，用喷枪吹入惰性气体并搅拌。Ar2气流量控制在1.8立方米/小时，吹气时间10-20min，压力控制在0.5Mpa。除气后降温至675℃，静置10分钟后除渣保温待用。
Claims (4)
1.汽车轮毂用高强韧轻质合金材料，该合金各组分的质量百分比：Si6-8％，Mg0.5-1％，Cu0.03-0.2％，Mn0.3-0.4％，Ti0.05-0.3％，Ni0.02-0.04％，Sr0.02-0.05％，La0.02-0.15％，Ce0.01-0.1％，其余为Al。
2.汽车轮毂用高强韧轻质合金材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)首先，按材料配方将铝、硅材料加入到熔炼炉进行熔化，然后依次加入Mg、Cu、Sr、Ti及稀土中间合金，待合金全部熔化后，加入覆盖剂、除渣剂进行初步除渣，并继续升温至750-780℃；
(2)使用无毒精炼剂对合金熔液进行精炼处理，将熔液温度降至710-720℃，精炼剂用量为合金重量的1.3-1.5％；
(3)采用Al-10％RE变质及Al-5Ti-1B细化处理，为保证变质处理的效果，选用变质效果持续时间长，变质效果和重熔性都很好的Al-10％RE(混合稀土)中间合金进行变质处理，变质处理温度控制在740-750℃，变质剂用量为合金重量的1％；
(4)加入Ar2气精炼除气，向熔体中喷吹Ar2气10-20min，降温至670-690℃，静置10分钟后除渣保温待用。
3.如权利要求2所述的汽车轮毂用高强轻质韧合金材料的制备方法，其特征在于：所述的变质处理温度控制在740-750℃，变质剂用量为合金重量的1％。
4.如权利要求2所述的汽车轮毂用高强轻质韧合金材料的制备方法，其特征在于：除气时，用喷枪吹入惰性气体并搅拌，Ar2气流量控制在1.8立方米/小时，吹气时间10-20min，压力控制在0.5Mpa。
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