汽车轮毂用铝合金锭及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车轮毂用铝合金锭，各成分的质量百分比分别为：Si1.0～1.6％、Mn0.05～0.2％、Mg1.0～1.6％、Cu0.1～0.15％、Zn0.1～0.3％、Ti0.3～0.8％、Nd0.04～0.06％、Ce0.08～0.15％、B0.05～0.09％、Ni0.02～0.05％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al，上述铝合金锭的制备方法包括熔化、精炼、静置和铸造的步骤。本发明专利技术的铝合金锭，加入了稀土元素可对铝合金组织起到变质和细化作用，从而提高了铝合金的力学性能，为改善铝合金轮毂的机械性能提供了保证。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铝合金锭加工领域，特别是锻造汽车轮毂用铝合金锭及其制备方法。
技术介绍
随着汽车工业的迅猛发展，铝合金轮毂的应用越来越普遍。铝合金轮毂具有以下优势：(1)散热快；轿车在高速行驶时，轮胎与地面摩擦会产生较高的温度，制动盘和制动片摩擦也会产生较高的温度，摄氏20度时，铝合金的导热系数为钢的3倍，铝合金轮毂可以更快地降低因制动(刹车皮与刹车盘之间的摩擦产生的热量)和与路面摩擦而产生的轮胎温度，将轮胎和制动盘上产生的热量迅速传导到空气中去；(2)重量轻；铝材密度比钢材小，铝合金轮毂比同尺寸的钢轮毂轻，且由于轮毂重量轻，转动惯量小，汽车的加速性能得到提高，刹车性能同样得到提高，提升车子加速能力之余更可降低油耗；(3)比强度大；同样重量，铝合金轮毂要坚固耐用得多，同样强度，铝合金轮毂要轻得多；铝合金轮毂耐冲击力、抗张力及热力等各项强度较钢毂有过之而无不及，铝合金轮毂的高硬度明显地减小了转弯时轮毂的变形；(4)舒适性好；铝合金车毂是精密的铸造件，精加工表面达80～90％，失圆度和不平衡度很小，特别是铝合金的弹性模数较小，抗振性好，能减少行驶中的车身振动；另外，铝合金轮毂具有吸收振动和反弹力量的金属特性；轻轮毂还可提升颠簸路面行车的舒适性，在不平路面上行驶时，悬挂系统以下的部件弹跳较小，轮胎的抓地性能大大提高，转向也因而更为精确。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。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
本专利技术提供了汽车轮毂用铝合金锭及其制备方法，对铝合金轮毂采用的铝合金材料进行了变质和细化处理，为提高铝合金轮毂的机械性能提供了保证。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种汽车轮毂用铝合金锭，各成分的质量百分比分别为：Si1.0～1.6％、Mn0.05～0.2％、Mg1.0～1.6％、Cu0.1～0.15％、Zn0.1～0.3％、Ti0.3～0.8％、Nd0.04～0.06％、Ce0.08～0.15％、B0.05～0.09％、Ni0.02～0.05％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。优选的，所述铝合金锭中各成分的质量百分比分别为：Si1.3％、Mn0.12％、Mg1.3％、Cu0.12％、Zn0.2％、Ti0.5％、Nd0.05％、Ce0.11％、B0.07％、Ni0.03％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。汽车轮毂用铝合金锭的制备方法，包括以下步骤：(1)熔化：将铝原料和镁、硅成分及覆盖剂在熔炼炉中熔化至700～720℃，然后加入除了铝、镁、硅之外的其他合金成分，继续升温至740～750℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；(2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至720～730℃，加入精炼剂进行精炼处理，然后升温至750-760℃，通入氩气进行进一步的除气精炼，精炼后扒渣；(3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至690～710℃；(4)铸锭：将经步骤(3)处理后的铝合金熔液通过铸造机进行成型铸造，铸造过程中，铸造速度控制在70～75mm/min，冷却水水压控制在0.09～0.14MPa，最终铸造成直径为45～55cm、高度为25～30cm的铝合金锭成品。本专利技术的铝合金锭，在铸造的过程中加入了Ti、Nd、Ce元素，并辅以Si、Mn、Mg、B、Ni等其他元素的协同作用，可对铝合金组织起到变质和细化作用，使铝合金组织各部位的晶粒平均尺寸更细小，分布各均匀，将上述铝合金锭用于铸造铝合金轮毂，所得轮毂的抗拉强度、屈服强度和延伸率均相对于传统的铝合金轮毂材料有明显提高，大大改善了铝合金轮毂的力学性能。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的保护范围和应用范围不限于以下实施例：实施例1汽车轮毂用铝合金锭，各成分的质量百分比分别为：Si1.3％、Mn0.12％、Mg1.3％、Cu0.12％、Zn0.2％、Ti0.5％、Nd0.05％、Ce0.11％、B0.07％、Ni0.03％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。上述汽车轮毂用铝合金锭的制备方法，包括以下步骤：(1)熔化：将铝原料和镁、硅成分及覆盖剂在熔炼炉中熔化至700～720℃，然后加入除了铝、镁、硅之外的其他合金成分，继续升温至740～750℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；(2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至720～730℃，加入精炼剂进行精炼处理，然后升温至750-760℃，通入氩气进行进一步的除气精炼，精炼后扒渣；(3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至690～710℃；(4)铸锭：将经步骤(3)处理后的铝合金熔液通过铸造机进行成型铸造，铸造过程中，铸造速度控制在70～75mm/min，冷却水水压控制在0.09～0.14MPa，最终铸造成直径为45～55cm、高度为25～30cm的铝合金锭成品。采用上述铝合金锭，通过常规的低压铸造法制造铝合金轮毂，所获得的铝合金轮毂成品，在室温条件下的主要力学性能为：抗拉强度为389MPa，屈服强度为330MPa，延伸率为14.9％。实施例2汽车轮毂用铝合金锭，各成分的质量百分比分别为Si1.0％、Mn0.05％、Mg1.0％、Cu0.1％、Zn0.1～0.3％、Ti0.3％、Nd0.04％、Ce0.08％、B0.05％、Ni0.02％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。上述汽车轮毂用铝合金锭的制备方法，包括以下步骤：(1)熔化：将铝原料和镁、硅成分及覆盖剂在熔炼炉中熔化至700～720℃，然后加入除了铝、镁、硅之外的其他合金成分，继续升温至740～750℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；(2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至720～730℃，加入精炼剂进行精炼处理，然后升温至750-760℃，通入氩气进行进一步的除气精炼，精炼后扒渣；(3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至690～710℃；(4)铸锭：将经步骤(3)处理后的铝合金熔液通过铸造机进行成型铸造，铸造过程中，铸造速度控制在70～75mm/min，冷却水水压控制在0.09～0.14MPa，最终铸造成直径为45～55cm、高度为25本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车轮毂用铝合金锭，其特征在于：所述铝合金锭中各成分的质量百分比分别为：Si1.0～1.6％、Mn0.05～0.2％、Mg1.0～1.6％、Cu0.1～0.15％、Zn0.1～0.3％、Ti0.3～0.8％、Nd0.04～0.06％、Ce0.08～0.15％、B0.05～0.09％、Ni0.02～0.05％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。

【技术特征摘要】
1.一种汽车轮毂用铝合金锭，其特征在于：
所述铝合金锭中各成分的质量百分比分别为：Si1.0～1.6％、Mn0.05～0.2％、Mg1.0～1.6％、
Cu0.1～0.15％、Zn0.1～0.3％、Ti0.3～0.8％、Nd0.04～0.06％、Ce0.08～0.15％、B0.05～0.09％、
Ni0.02～0.05％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其他金属及非金属的杂质元
素总量不超过0.5％，其余为Al。
2.根据权利要求1所述的汽车轮毂用铝合金锭，其特征在于：
所述铝合金锭中各成分的质量百分比分别为：Si1.3％、Mn0.12％、Mg1.3％、Cu0.12％、
Zn0.2％、Ti0.5％、Nd0.05％、Ce0.11％、B0.07％、Ni0.03％，其他金属及非金属的杂质元素
总量不超过0.5％，其余为Al。
3...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃铭，何兵，杨途才，古斌，
申请(专利权)人：百色学院，
类型：发明
国别省市：广西;45