一种镁合金轮毂的超塑性模锻工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种镁合金轮毂的超塑性模锻工艺，其将镁合金坯料进行均匀化退火处理，在等温的组合成型模具中进行超塑性模锻成型，锻后室温冷却，继而在380℃‑420℃下进行加热固溶水淬，再经120℃‑220℃下进行人工时效处理，随后进行精密加工、微弧氧化、涂装，得到镁合金轮毂；所述镁合金为添加有0.2‑0.8wt％RE的AZ80镁合金，所述RE为Gd和Nd以1:2～2:1混合的混合物。本发明专利技术得到的镁合金轮毂，T6热处理后，各部位抗拉强度超过358MPa，屈服强度超过231MPa，平均伸长率12.9％。在‑75℃到260摄氏度拉伸试验中证明其高低温性能良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锻造
，尤其涉及一种镁合金轮毂的超塑性模锻工艺。
技术介绍
铝合金凭借自身诸多优点，目前在车用轮毂，特别是轿车轮毂上得到广泛应用。与其相比，镁合金则更有发展优势：(1)质量轻，密度约为1.78g/cm3，仅为铝合金轮毂的64％；(2)比强度、比高度高，可以满足汽车轮毂的使用要求；(3)具有较高的弹性模量，抗震性能好，用作轮毂时更适合在高低不平的路面上行驶。随着现代汽车节能减排要求的不断提高、安全和环保法规的日趋严格及车辆轻量化的发展趋势，用镁合金取代铝合金已成为汽车轮毂的发展方向。Mg-Al系合金是应用最为广泛的一类合金。压铸和变形合金主要是Mg-Al系合金，其中变形镁合金以高性能AZ80系列为代表。其中AZ80的强度和耐腐蚀性要远优于AZ31，与ZK60相当；而成本则低于ZK60与AZ31相当AZ80变形镁合金在综合力学性能上跟其他材料相比有相当大的优势。目前，镁合金轮毂主要采用压铸成形，但是由于铸造工艺产生的缩孔、疏松等缺陷降低了零件的力学性能，导致镁合金构件的应用受到限制。因此，需要新工艺来提高产品性能，使其广泛应用于汽车行业。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种镁合金轮毂的超塑性模锻工艺，能够使得镁合金轮毂具有较高的强度，并具有良好的高低温性能。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种镁合金轮毂的超塑性模锻工艺，其将镁合金坯料进行均匀化退火处理，在等温的组合成型模具中进行超塑性模锻成型，锻后室温冷却，继而在380℃-420℃下进行加热固溶水淬，再经120℃-220℃下进行人工时效处理，随后进行精密加工、微弧氧化、涂装，得到镁合金轮毂；所述镁合金为添加有0.2-0.8wt％RE的AZ80镁合金，所述RE为Gd和Nd以1:2～2:1混合的混合物。优选的，所述加热固溶水淬时间为4-12小时，优选6-10小时。优选的，所述人工时效处理时间为8-24小时，优选12-18小时。AZ80镁合金添加稀土之后，树枝晶形貌有所改善，Mg17Al12相呈断网状分布，而α-Mg和Mg17Al12生成的层片状相明显增多，稀土相以不规则块状分布，部分发生偏聚。时效后加入稀土的合金抗拉强度较AZ80提高了30-50MPa,以Gd和Nd的搭配添加后力学性能最优。改变Gd和Nd的添加含量，其中以总量为0.5％(wt.％)的添加量得到的合金抗拉强度和屈服强度较高。AZ80稀土镁合金挤压后的组织中纤维组织较明显，AZ80析出的Mg17Al12相较多，但是随着RE含量的增多，Mg17Al12相析出减少，晶粒尺寸也有所增大，过多的稀土相弱化了动态再结晶的效果。因此适宜的稀土添加量为0.2-0.8wt％，优选0.3-0.6wt％。依据《乘用车轮性能要求和试验方法》(GB/T15334-2005)和《乘用车轮冲击试验方法》(GB/T15704-1995)国家标准，对得到的镁合金轮毂进行力学性能特性检测。试验采用国标GB/T228-2002规定的标准拉伸试验，试验样品厚度为2mm。试验证明，经过超塑性模锻成型和热处理后，镁合金强度提升了60％，塑性大幅度改善。说明本专利技术的超塑性模锻成型与特定的热处理工艺产生了协同效应。将RE改良的镁合金轮毂切割，经横向筋和直向筋拉力测试，抗拉强度平均值达到358MPa，而与其对比经铸造得到的轮毂的拉伸强度平均值只能达到245MPa，伸长率平均值达到12.9％，其抗拉强度和屈服强度、断裂伸长率远比铸造镁合金轮毂及铸造镁合金铝合金轮毂高。由于轮毂在自然环境下使用，经受寒暑交替的温度变化，因此，对其低温与高温性能也有较高的要求。实验证明，所述镁合金轮毂的低温、高温强度和塑性性能优良，高温未显著软化，低温未脆化，可以满足各种极端自然环境的使用。本专利技术得到的镁合金轮毂，T6热处理后，各部位抗拉强度超过358MPa，屈服强度超过231MPa，平均伸长率12.9％。在-75℃到260摄氏度拉伸试验中证明其高低温性能良好。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。实施例1一种镁合金轮毂的超塑性模锻工艺，其将镁合金坯料进行均匀化退火处理，在等温的组合成型模具中进行超塑性模锻成型，锻后室温冷却，继而在380℃下进行加热固溶水淬5小时，再经120℃下进行人工时效处理12小时，随后进行精密加工、微弧氧化、涂装，得到镁合金轮毂。所述镁合金为添加有0.2wt％RE的AZ80镁合金，所述RE为Gd和Nd以1:1混合的混合物实施例2一种镁合金轮毂的超塑性模锻工艺，其将镁合金坯料进行均匀化退火处理，在等温的组合成型模具中进行超塑性模锻成型，锻后室温冷却，继而在420℃下进行加热固溶水淬10小时，再经220℃下进行人工时效处理18小时，随后进行精密加工、微弧氧化、涂装，得到镁合金轮毂。所述镁合金为添加有0.5wt％RE的AZ80镁合金，所述RE为Gd和Nd以1:2混合的混合物。实施例1-2得到的镁合金轮毂，T6热处理后，各部位抗拉强度超过358MPa，屈服强度超过231MPa，平均伸长率12.9％。在-75℃到260摄氏度拉伸试验中证明其高低温性能良好。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁合金轮毂的超塑性模锻工艺，其将镁合金坯料进行均匀化退火处理，在等温的组合成型模具中进行超塑性模锻成型，锻后室温冷却，继而在380℃‑420℃下进行加热固溶水淬，再经120℃‑220℃下进行人工时效处理，随后进行精密加工、微弧氧化、涂装，得到镁合金轮毂；所述镁合金为添加有0.2‑0.8wt％RE的AZ80镁合金，所述RE为Gd和Nd以1:2～2:1混合的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种镁合金轮毂的超塑性模锻工艺，其将镁合金坯料进行均匀化退火处理，在等温的组合成型模具中进行超塑性模锻成型，锻后室温冷却，继而在380℃-420℃下进行加热固溶水淬，再经120℃-220℃下进行人工时效处理，随后进行精密加工、微弧氧化、涂装，得到镁合金轮毂；所述镁合金为添加有0.2-0.8wt％RE的AZ80镁合金，所述RE为Gd和Nd以1:2～2:1混合的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张达明，
申请(专利权)人：无锡市明盛强力风机有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32