本发明专利技术公开了一种汽车铝合金轮毂的双重晶粒细化方法，包括以下步骤：a.用预热的浇包从熔炼炉中取出铝合金熔体；b.当铝合金熔体的温度高于液相线温度20℃~60℃时，将超声振动头浸入铝合金熔体液面以下1~10mm进行超声处理，超声处理的频率为5kHz～30kHz，体积功率为1W/cm3～50W/cm3，时间为3秒~40秒；c.将超声处理后的铝合金熔体浇注入预热的模具进行轮毂成型制造。本发明专利技术通过对铝合金熔体施加直接接触的超声处理，利用超声波的声空化及声流效应，在铝合金熔体内强制大量生核并产生熔体对流效果，在不需要外加细化剂或变质剂的情况下，可以同时将初晶a-Al和共晶Si细化，能够满足轮毂的组织及性能要求，达到双重细化效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轮毂制造
，具体涉及。
技术介绍
汽车工业高速发展，2013年中国汽车产量就已超过2000万辆，成为名副其实的汽车生产第一大国。轮毂是汽车的重要部件，铝合金轮毂以重量轻、散热性好、美观的优点，逐步取代了钢轮毂的地位；但是铝合金的力学性能比钢差，提高铝合金轮毂力学性能的一个重要方法就是晶粒细化。传统的铝合金晶粒细化方法是添加细化剂或变质剂；铝合金轮毂通常采用的是亚共晶Al-Si合金，如ZLlOlA或A356铝合金，普遍是添加含Ti细化剂或T1-B细化剂去细化初晶a-Al相，将粗大的初晶a-Al枝晶晶粒变小，加入Sr或Na盐去变质共晶Si相，将板片状的共晶Si细化为杆状或粒状。也就是说，轮毂铝合金中有两种晶粒需要细化，需要分别添加不同的细化剂，还没有一种方法或物质能够同时细化初晶a-Al相和共晶Si相；而且Ti细化剂与Sr等变质剂之间有一定的相互抵消作用，使晶粒细化的效果受到一定影响。此外，铁是铝合金中最常见也是最有害的元素，常规铸造工艺条件下，铝合金尤其是铝硅合金中的富Fe相如β -A15FeSi和δ -A14FeSi2易长成粗大的针片状，使合金的力学性能恶化；铝合金中Fe的来源主要是原材料及使用的铁制工具的侵蚀，即使在纯度较高的汽车轮毂用铝合金中也有0.15%~0.2%的Fe，因此轮毂铸件中仍然可能有少量的针状β -A15FeSi相。目前，降低铝合金中富Fe相危害的方法主要是加入中和元素，再进行快速凝固和熔体过热，其中最为常用的中和元素是Mn，Mn能有效改善富Fe相形貌，使针片状的β -A15FeSi相转变为对性能影响较小的汉字状A115 (Fe, Mn) 3Si2，通常认为，以Mn/Fe=l/2的比例向合金中加入Mn能获得较好中和Fe的效果，继续增加Mn的加入量，虽然能进一步降低β相的有害作用，但是同时会生成硬度很高的多角状初生a-A115(Fe，Mn)3Si2，降低合金的切削加工性能，而且即使按较高的Mn/Fe比例加入Mn，也不能完全消除β -Fe的有害作用，大量加入Mn还会增加成本；而快速凝固和熔体过热存在工艺设备昂贵、成本高、工艺复杂难控制的缺陷，大大制约了其工业化应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供，可以解决目前还没有一种方法或物质能够同时细化初晶a-Al相和共晶Si相，而且需要添加中和元素再进行快速凝固和熔体过热，以降低铝合金中富Fe相危害，导致目前提高铝合金轮毂力学性能的成本高、难度大。本专利技术通过以下技术方案实现: ，包括以下步骤: a.用预热的浇包从熔炼炉中取出铝合金熔体； b.当铝合金熔体的温度高于液相线温度20°C~60°C时，将超声振动头浸入铝合金熔体液面以下l~10mm进行超声处理，超声处理的频率为5kHz?30kHz，体积功率为lW/cm3?50W/cm3，时间为3秒~40秒； c.将超声处理后的铝合金熔体浇注入预热的模具进行轮毂成型制造。本专利技术的进一步方案是，步骤a的浇包预热温度低于熔炼炉中铝合金熔体温度5。。?40。。。本专利技术的进一步方案是，步骤c的模具预热温度为350°C?480°C。本专利技术与现有技术相比的优点在于: 一、通过对铝合金熔体施加直接接触的超声处理，利用超声波的声空化及声流效应，在铝合金熔体内强制大量生核并产生熔体对流效果，在不需要外加细化剂或变质剂的情况下，可以同时将初晶a-Al晶粒细化到50mm~80mm，将共晶Si细化到能够满足轮毂的组织及性能要求，达到双重细化效果； 二、还可以消除针片状富Fe相或粗大Al3Ti等有害化合物相，起到了一举三得的效果； 三、在浇包内处理因而流程短，所需设备和工艺操作简单，时间短，易和传统成形工艺设备相结合，提高了生产效率，降低了成本。【附图说明】图1为超声振动O秒的汽车轮毂铝硅合金金相组织图。图2为超声振动10秒的汽车轮毂铝硅合金金相组织图。【具体实施方式】实施例1 一种汽车Al-7S1-0.3Mg-0.16Fe-0.1Ti铝硅合金轮毂的双重晶粒细化方法，Al-7S1-0.3Mg-0.16Fe-0.1Ti铝硅合金熔体凝固组织主要是a_Al和共晶Si两相组织，各元素的质量百分比为:Si 5-10%, Mg 0.2-0.5%，Fe〈0.4%，以及不可避免的少于0.2%的其他杂质，其余为Al ；Al-7S1-0.3Mg-0.16Fe-0.1Ti铝硅合金的液相线温度为615°C左右，固相线温度为558°C左右，将配置好的铝合金在熔炼炉内熔化并升温至740°C，精炼、除气后备用，然后进行以下步骤: a.利用温度控制装置将铝合金熔体温度保持在660°C左右，用预热温度低于熔炼炉中铝合金熔体温度620°C的浇包从熔炼炉中取出适量的铝合金熔体，浇包由耐热钢或陶瓷等耐热材料制成； b.当铝合金熔体的温度为640°C~650°C时，将超声振动头浸入铝合金熔体液面以下1mm处进行超声处理，超声处理的频率为20kHz，体积功率为20W/cm3，时间为10秒，超声振动头通过换能器与超声发生控制器电气连接，超声振动头位于浇包中轴线上，超声振动头由钢、钛合金或其它材料制成，其端部是平底或半球形，换能器为压电式或磁致伸缩式； c.将超声处理后的铝合金熔体浇注入预热到400°C的模具进行轮毂成型制造。超声处理前的660°C铝合金熔体试样组织如图2所示，铝合金轮毂的试样组织如图2所示，可见经超声处理后，合金中初晶a-Al相和共晶Si相都被细化，同时看不到明显的化合物相。实施例2 进行以下步骤: a.利用温度控制装置将铝合金熔体温度保持在645°C左右，用预热温度640°C的浇包从熔炼炉中取出适量的铝合金熔体，浇包由耐热钢或陶瓷等耐热材料制成； b.当铝合金熔体的温度为635°C~645°C时，将超声振动头浸入铝合金熔体液面以下Imm处进行超声处理，超声处理的频率为30kHz，体积功率为lW/cm3，时间为40秒； c.将超声处理后的铝合金熔体浇注入预热到480°C的模具进行轮毂成型制造。其余实施如实施例1。处理后的合金中，初晶a-Al相和共晶Si相细化，看不到针状IB-Al5FeSi相或Al3Ti相，T6热处理后其抗拉强度为260MPa，比未经超声处理提高15%。实施例3 进行以下步骤: a.利用温度控制装置将铝合金熔体温度保持在675°C左右，用预热温度低于熔炼炉中铝合金熔体温度650°C的浇包从熔炼炉中取出适量的铝合金熔体，浇包由耐热钢或陶瓷等耐热材料制成； b.当铝合金熔体的温度为660°C~670°C时，将超声振动头浸入铝合金熔体液面以下6mm处进行超声处理，超声处理的频率为5kHz，体积功率为50W/cm3，时间为3秒； c.将超声处理后的铝合金熔体浇注入预热到350°C的模具进行轮毂成型制造。其余实施如实施例1。【主权项】1.，其特征在于包括以下步骤: a.用预热的浇包从熔炼炉中取出铝合金熔体； b.当铝合金熔体的温度高于液相线温度20°C~60°C时，将超声振动头浸入铝合金熔体液面以下l~10mm进行超声处理，超声处理的频率为5kHz?30kHz，体积功率为lW/cm3?50W/cm3，时间为3秒~40秒； c.将超声处理后的铝合金熔体浇注入预本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种汽车铝合金轮毂的双重晶粒细化方法，其特征在于包括以下步骤：a. 用预热的浇包从熔炼炉中取出铝合金熔体；b. 当铝合金熔体的温度高于液相线温度20℃~60℃时，将超声振动头浸入铝合金熔体液面以下1~10mm进行超声处理，超声处理的频率为5kHz～30kHz，体积功率为1W/cm3～50W/cm3，时间为3秒~40秒；c. 将超声处理后的铝合金熔体浇注入预热的模具进行轮毂成型制造。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴树森，郗富河，
申请(专利权)人：江苏新创雄铝制品有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。