本发明专利技术公开了一种车轮用高强度铝合金的制备方法，属于金属冶炼技术领域，该铝合金由以下重量百分比的元素组成：Si：0.9～1.2％；Fe≤0.3％；Cu：2.2～2.6％；Mn：0.6～0.85％；Mg：0.6～0.85％；Zn≤0.1％；Ti：0.01～0.05％；余量为Al。采用本发明专利技术提供的制备方法制备得到的铝合金具有重量轻、强度高、制造精度高、惯性阻力小、散热能力强、视觉效果好等优点。
A preparation method of high strength aluminum alloy for wheel
The invention discloses a preparation method of wheel with high strength Aluminum Alloy, which belongs to the technical field of metal smelting, elements of the Aluminum Alloy by the following weight percentage: Si:0.9 ~ 1.2%; Fe = 0.3%; Cu:2.2 ~ 2.6%; Mn:0.6 ~ 0.85%; Mg:0.6 ~ 0.85%; Zn = 0.1%; Ti:0.01 ~ 0.05%; balance Al. The aluminum alloy prepared by the preparation method of the invention has the advantages of light weight, high strength, high manufacturing accuracy, small inertia resistance, strong heat dissipation ability and good visual effect.
【技术实现步骤摘要】
一种车轮用高强度铝合金的制备方法
本专利技术属于金属冶炼
，具体地说，尤其涉及一种车轮用高强度铝合金的制备方法。
技术介绍
同传统的钢轮毂相比，高强度铝合金轮毂具有重量轻，制造精度高，强度高，惯性阻力小，散热能力强，视觉效果好等特点。随着技术的发展，铝合金轮毂的应用越来越普遍。铝合金轮毂比钢轮毂有四大优点：一是降低非载荷重量，从而提高抓地性；二是改善了加速性和制动；三是增加了刚性，铝轮毂的高硬度明显地减小了过弯时轮胎或轮毂的倾斜，这对于安装了高性能轮胎的车子尤为重要；四是提高了制动系统的冷却效果，铝轮毂的合金中有些金属本身就是良好的热导体，所以铝轮毂有利于将制动产生的热量迅速释放从而降低由于高热导致的制动失灵。而且由于铝合金轮毂可以较自由的造型，就更能以某些有利于将气流导入到制动系统的造型有效降温。但是，铝制轮毂也有一些缺陷，例如：铝合金较脆，很容易出现小裂纹，且不易被发现，其强度也没有钢材高。为改善了铝合金轮毂的力学性能，从铝合金材料入手尤为关键。目前，铸造铝合金轮毂普遍采用的是A356铝材，且生产铝合金轮毂时是一次性铸造成型，没有进行再加工，金属的内部组织结构没有发生变化，存在机械性能较低的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种车轮用高强度铝合金的制备方法，采用该方法制备得到的铝合金具有重量轻、强度高、制造精度高、惯性阻力小、散热能力强、视觉效果好等优点。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种车轮用高强度铝合金的制备方法，所述高强度铝合金由以下重量百分比的元素组成：Si：0.9～1.2％；Fe≤0.3％；Cu：2.2～2.6％；Mn：0.6～0.85％；Mg：0.6～0.85％；Zn≤0.1％；Ti：0.01～0.05％；余量为Al；所述制备方法包括以下步骤：(1)先投所需用量一半的铝锭对炉子垫底，然后投入金属铜合金，再投入所需用量另一半的铝锭覆盖铜，开火对铝锭进行熔化；熔化温度控制在720～770℃；熔化时间2～4小时；所述铝锭的铁和锌的杂质含量控制在所需用量的范围内；(2)铝液熔化后进行扒渣，把表面的浮渣扒干净，把铝液的温度加温到780～800℃，加入准备好的金属硅合金浸泡15～20分钟；然后搅拌铝液20分钟以上；(3)然后打开氮气，压力调整在0.06～0.11MPa；对铝液进行精炼10～15分钟，加入重量为所要制备的铝合金质量0.1～0.4％的打渣剂，把表面的浮渣清理干净，对铝液进行取样分析；(4)根据分析数值加入锰合金和镁合金；搅拌5～10分钟，然后进行第二次精炼，精炼时间为20～30分钟，精炼后加入重量为所要制备的铝合金质量0.2～0.5％的打渣剂；把表面的浮渣清理干净，对铝液进行第二次取样分析；(5)根据分析数值把硅、铜、锰、镁补充在所需用量的中间值附近，然后进行第三次精炼，精炼时间10～15分钟，加入重量为所要制备的铝合金质量0.1～0.2％打渣剂；把表面的浮渣清理干净，对铝液进行取样分析；(6)根据分析数值加入剩余的硅、铜、锰、镁合金和钛合金细化剂，静置30～40分钟等待铸造；(7)铸造开始前对模具进行烘烤，把炉子温度加热到720～750℃；模盘温度控制在690～710℃；水流量控制在3000～3200ml/min；在线除气使用氩气除气；除气压力0.2～0.6MPa；流量控制在2～4立方/时；铸造初始速度45～46mm/min；正常速度60～65mm/min铸造出轮毂所需棒料；(8)铸造出来棒料进行均质化热处理，均质温度520～540℃；保温14～16小时；冷却方式是随炉冷却至240～260℃后出均质炉进行自然冷却室温；(9)均质后切割成短料，长度公差控制在±1mm内，然后对表面氧化皮进行剥干净，重量公差控制在0.2kg内，准备后续的锻造；(10)短料经过网带炉加热到400～460℃；放入电动螺旋压力机进行锻造初锻，然后等初段模型再次加热后进行第二次锻造，锻造成所需轮毂毛坯；(11)毛坯进行淬火处理，淬火温度525～530℃；保温30～40分钟后进入冷却水进行冷却；(12)淬火后坯料放置22～26小时后进行时效处理，时效温度175～180℃；保温12～14小时；进一步地，所述高强度铝合金由以下重量百分比的元素组成：Si：1.0％；Fe：0.1％；Cu：2.4％；Mn：0.75％；Mg：0.75％；Zn：0.03％；Ti：0.03％；余量为Al。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过优化铝合金的元素配比和热处理、变形工艺，制备得到的铝合金具有优良的表面质量，而且强度高，惯性阻力小。采用该高强度铝合金制造的轮毂与钢制轮毂相比，具有质量轻、制作精度高、散热能力强等特点。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1：一种车轮用高强度铝合金的制备方法，所述高强度铝合金由以下重量百分比的元素组成：Si：0.9％；Fe：0.005％；Cu：2.6％；Mn：0.85％；Mg：0.85％；Zn：0.003％；Ti：0.05％；余量为Al。其制备方法包括以下步骤：(1)先投所需用量一半的铝锭对炉子垫底，然后投入金属铜合金，再投入所需用量另一半的铝锭覆盖铜，开火对铝锭进行熔化；熔化温度控制在720℃；熔化时间4小时；所述铝锭的铁和锌的杂质含量控制在所需用量的范围内；(2)铝液熔化后进行扒渣，把表面的浮渣扒干净，把铝液的温度加温到780℃，加入准备好的金属硅合金进行浸泡15分钟后；然后对铝液进行搅拌20分钟；(3)然后打开氮气，压力调整在0.06Mpa；对铝液进行精炼15分钟，加入重量为所要制备的铝合金质量0.1％的打渣剂，把表面的浮渣清理干净，对铝液进行取样分析；(4)根据分析数值加入锰合金和镁合金；搅拌10分钟，然后进行第二次精炼，精炼时间为30分钟，精炼后加入重量为所要制备的铝合金质量0.2％的打渣剂；把表面的浮渣清理干净，对铝液进行第二次取样分析；(5)根据分析数值把硅、铜、锰、镁补充在所需用量的中间值附近，然后进行第三次精炼，精炼时间15分钟，加入重量为所要制备的铝合金质量0.1％的打渣剂；把表面的浮渣清理干净，对铝液进行取样分析；(6)根据分析数值加入剩余的硅、铜、锰、镁合金和钛合金细化剂，静置40分钟等待铸造；(7)铸造开始前对模具进行烘烤，把炉子温度加热到720℃；模盘温度控制在690℃；水流量控制在3000ml/min；在线除气使用氩气除气；除气压力0.2Mpa；流量控制在4立方/时；铸造初始速度45mm/min；正常速度60mm/min铸造出轮毂所需棒料；(8)铸造出来棒料进行均质化热处理，均质温度520℃；保温16小时；冷却方式是随炉冷却至240℃后出均质炉进行自然冷却室温；(9)均质后切割成短料，长度公差控制在±1mm内，然后对表面氧化皮进行剥干净，重量公差控制在0.2KG内，准备后续的锻造；(10)短料经过网带炉加热到400℃；放入电动螺旋压力机进行锻造初锻，然后等初段模型再次加热后进行第二次众造，锻造成所需轮毂毛坯；(11)毛坯进行淬火处理，淬火温度525℃；保温40分钟后进入冷却水进行冷却；(12)淬火后坯料放置22小时后进行时效处理，时效温度175℃；保温14小时。实施例2：一种车轮用高强度铝合金的制备方本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种车轮用高强度铝合金的制备方法，其特征在于：所述高强度铝合金由以下重量百分比的元素组成：Si：0.9～1.2％；Fe≤0.3％；Cu：2.2～2.6％；Mn：0.6～0.85％；Mg：0.6～0.85％；Zn≤0.1％；Ti：0.01～0.05％；余量为Al；所述制备方法包括以下步骤：(1)先投所需用量一半的铝锭对炉子垫底，然后投入金属铜合金，再投入所需用量另一半的铝锭覆盖铜，开火对铝锭进行熔化；熔化温度控制在720～770℃；熔化时间2～4小时；所述铝锭的铁和锌的杂质含量控制在所需用量的范围内；(2)铝液熔化后进行扒渣，把表面的浮渣扒干净，把铝液的温度加温到780～800℃，加入准备好的金属硅合金浸泡15～20分钟；然后搅拌铝液20～30分钟以上；(3)然后打开氮气，压力调整在0.06～0.11MPa；对铝液进行精炼10～15分钟，加入重量为所要制备的铝合金质量0.1～0.4％的打渣剂，把表面的浮渣清理干净，对铝液进行取样分析；(4)根据分析数值加入锰合金和镁合金；搅拌5～10分钟，然后进行第二次精炼，精炼时间为20～30分钟，精炼后加入重量为所要制备的铝合金质量0.2～0.5％的打渣剂；把表面的浮渣清理干净，对铝液进行第二次取样分析；(5)根据分析数值把硅、铜、锰、镁补充在所需用量的中间值附近，然后进行第三次精炼，精炼时间10～15分钟，加入重量为所要制备的铝合金质量0.1～0.2％打渣剂；把表面的浮渣清理干净，对铝液进行取样分析；(6)根据分析数值加入剩余的硅、铜、锰、镁合金和钛合金细化剂，静置30～40分钟等待铸造；(7)铸造开始前对模具进行烘烤，把炉子温度加热到720～750℃；模盘温度控制在690～710℃；水流量控制在3000～3200ml/min；在线除气使用氩气除气；除气压力0.2～0.6MPa；流量控制在2～4立方/时；铸造初始速度45～46mm/min；正常速度60～65mm/min铸造出轮毂所需棒料；(8)铸造出来棒料进行均质化热处理，均质温度520～540℃；保温14～16小时；冷却方式是随炉冷却至240～260℃后出均质炉进行自然冷却室温；(9)均质后切割成短料，长度公差控制在±1mm内，然后对表面氧化皮进行剥干净，重量公差控制在0.2kg内，准备后续的锻造；(10)短料经过网带炉加热到400～460℃；放入电动螺旋压力机进行锻造初锻，然后等初段模型再次加热后进行第二次锻造，锻造成所需轮毂毛坯；(11)毛坯进行淬火处理，淬火温度525～530℃；保温30～40分钟后进入冷却水进行冷却；(12)淬火后坯料放置22～26小时后进行时效处理，时效温度175～180℃；保温12～14小时。...
【技术特征摘要】
1.一种车轮用高强度铝合金的制备方法，其特征在于：所述高强度铝合金由以下重量百分比的元素组成：Si：0.9～1.2％；Fe≤0.3％；Cu：2.2～2.6％；Mn：0.6～0.85％；Mg：0.6～0.85％；Zn≤0.1％；Ti：0.01～0.05％；余量为Al；所述制备方法包括以下步骤：(1)先投所需用量一半的铝锭对炉子垫底，然后投入金属铜合金，再投入所需用量另一半的铝锭覆盖铜，开火对铝锭进行熔化；熔化温度控制在720～770℃；熔化时间2～4小时；所述铝锭的铁和锌的杂质含量控制在所需用量的范围内；(2)铝液熔化后进行扒渣，把表面的浮渣扒干净，把铝液的温度加温到780～800℃，加入准备好的金属硅合金浸泡15～20分钟；然后搅拌铝液20～30分钟以上；(3)然后打开氮气，压力调整在0.06～0.11MPa；对铝液进行精炼10～15分钟，加入重量为所要制备的铝合金质量0.1～0.4％的打渣剂，把表面的浮渣清理干净，对铝液进行取样分析；(4)根据分析数值加入锰合金和镁合金；搅拌5～10分钟，然后进行第二次精炼，精炼时间为20～30分钟，精炼后加入重量为所要制备的铝合金质量0.2～0.5％的打渣剂；把表面的浮渣清理干净，对铝液进行第二次取样分析；(5)根据分析数值把硅、铜、锰、镁补充在所需用量的中间值附近，然后进行第三次精炼，精炼时间10～15分钟，加入重量为所要制备的铝合金质量0.1～0.2％打渣剂；把表面的浮渣清理干净，对铝液...
【专利技术属性】
技术研发人员：张永，
申请(专利权)人：张永，
类型：发明
国别省市：山东,37
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