一种用于车桥的高强度铝合金材料制造技术

本发明专利技术属于铝合金技术领域，提出了一种用于车桥的高强度铝合金材料，按质量百分比计，包括：Cu 1.2‑3.5％，Mg 1.0‑1.8％，Zn 5.0‑9.0％，Mn 0.05‑1.0％，Ti 0.01‑0.5％，Cr 0.01‑0.2％，Cd 0.01‑0.25％，Zr 0.01‑0.12％，B 0.001‑0.01％，其余为Al及微量杂质元素，其中Zr和B的质量百分比含量满足Zr/B的比值在10‑12。通过上述技术方案，解决了现有技术中铝合金强度低以及抗腐蚀性能差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于车桥的高强度铝合金材料
本专利技术属于铝合金
，涉及一种用于车桥的高强度铝合金材料。
技术介绍
铝是产量仅次于钢铁的第二大类金属材料，由于性能好，用途广，需量大，且回收成本低，被誉为“万能金属”。统计表明：我国现有124个产业中有113个行业使用铝制品，产业关联度高达91％，因而铝产业是国民经济持续发展的重要支柱性原材料产业之一。铝合金，是以铝为基体元素，然后加入一种或多种合金元素组成的合金，如在纯铝中添加锰元素研制出的Al-Mn合金、在纯铝中添加铜元素研制出Al-Cu合金、在纯铝中同时添加铜和镁元素研制出Al-Cu-Mg系硬铝合金、在纯铝中同时添加锌、镁、铜元素研制出Al-Zn-Mg-Cu系超硬铝合金等。铝合金的密度低，但强度比较高，而且具有优良的导电性、导热性和抗蚀性等，使得铝合金材料在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中得到了较为广泛的应用。随着现代化工业的不断发展，国家汽车产业的振兴，人们对高质量的汽车的需求迅猛增长。在将铝合金用于车身零部件时，现有的挤压成型部件或板材，强度不足，抗腐蚀性能也有进一步提升的空间。
技术实现思路
本专利技术提出一种用于车桥的高强度铝合金材料，解决了现有技术中铝合金强度低以及抗腐蚀性能差的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种用于车桥的高强度铝合金材料，按质量百分比计，由如下组分组成：Cu1.2-3.5％，Mg1.0-1.8％，Zn5.0-9.0％，Mn0.05-1.0％，Ti0.01-0.5％，Cr0.01-0.2％，Cd0.01-0.25％，Zr0.01-0.12％，B0.001-0.01％，其余为Al及微量杂质元素，其中Zr和B的质量百分比含量满足Zr/B的比值在10-12。进一步地，按质量百分比计，由如下组分组成：Cu1.2-3.5％，Mg1.4-1.5％，Zn8.0-9.0％，Mn0.05-1.0％，Ti0.01-0.5％，Cr0.01-0.2％，Cd0.01-0.25％，Zr0.01-0.06％，B0.001-0.01％，其余为Al及微量杂质元素，Zr和B的质量百分比含量满足Zr/B的比值在10-12。一种用于车桥的高强度铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：A、按照上述用于车桥的高强度铝合金材料的组成配比准备各组分；在750～900℃熔炼铝，得到铝熔体；B、在步骤A得到的铝熔体中依次加入Cu、Mg、Zn、Mn、Cr、Cd、Zr，在750～900℃保温1-2h，得到合金液；C、对步骤B得到的合金液进行除渣除气处理，然后依次加入Ti、B，得到合金熔体；D、将步骤C得到的合金熔体浇注在模具中，然后冷却至室温，得到高强度铝合金材料。进一步地，所述步骤C加入Ti、B时，合金液降温至680-700℃。进一步地，所述步骤D模具在200-300℃下预热1-3小时。进一步地，所述步骤C中Ti为质量比为1:1的二氧化钛和单质钛的组合物。进一步地，所述步骤C和步骤D之间还包括热处理步骤，所述热处理步骤为将合金熔体在450-500℃保温24-72h。本专利技术的工作原理及有益效果为：1、本专利技术通过对铝合金材料的成分优化配比设计，使得最终铝合金的抗拉强度达275-325MPa，屈服强度达220-278MPa，伸长率5-15％，布氏硬度80-98HB，经耐腐蚀性测试，质量损失在6.0-6.8mg/cm2，解决了现有技术中铝合金强度低以及抗腐蚀性能差的问题。2、本专利技术中通过控制铝合金成分满足Zr/B的质量百分数含量比值在10-12，使得铝合金的力学性能和抗腐蚀性能得到了提高；在铝合金成分满足Zr/B的质量百分数含量比值在10-12的前提下，将Zn/Mg的质量百分数含量比值控制在6，进一步提高了铝合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和布氏硬度；同时本专利技术在步骤C合金液中加入质量比为1:1的二氧化钛和单质钛的组合物，协同提高了最终铝合金的力学性能。3、1031前驱动桥，是匹配皮卡车型的全新平台产品，前桥采用双叉臂螺旋簧式独立悬架，后桥采用板簧整体式驱动桥。其中前桥可兼容四驱系统，而国内皮卡车型四驱前桥壳体主要采用无缝钢管与锻造法兰焊接的形式，主要的缺陷是自重大；双叉臂形式独立悬架的上摆臂、下摆臂本体多采用钢板冲压焊接或铸铁材质，为了在不改变驱动桥强度的基础上减轻自身重量，上臂材质一般选用按照国标GB/T6892中的6082-T6牌号要求的性能，本专利技术通过控制铝合金成分满足Zr/B的质量百分数含量比值在10-12的前提下，将Zn/Mg的质量百分数含量比值控制在6，所制备的高强度铝合金材料可以满足上述要求，驱动桥下臂材质的选用按照国标GB/T1173中的ZL101A牌号要求的性能，而本专利技术高强度铝合金材料完全可以满足上述要求，进而替代传统钢材或铸铁材质应用于桥壳及摆臂零件。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下述实施例和对比例中除渣除气处理采用除气除渣机，型号CQJ-1，品牌鼎力信。除气除渣机通过高速旋转的石墨转子将精炼介质(氮气和氩气)带入合金液，经过石墨转子与合金液的相对高速剪切，产生细小的气泡并均匀分散在合金液中；由于气泡中氢分压为零，合金液中的氢分压高，促使合金液中的氢渐渐向气泡中扩散，同时合金液中的金属及非金属夹杂物被吸附在气泡表面，气泡及携带的夹杂物上浮，从而达到去除合金液中氢及夹杂物的目的，达到净化合金液的效果。实施例1一种用于车桥的高强度铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：A、按照表1的组成配比准备各组分；在800℃熔炼铝，得到铝熔体；B、在步骤A得到的铝熔体中依次加入Cu、Mg、Zn、Mn、Cr、Cd、Zr，在800℃保温1h，得到合金液；C、对步骤B得到的合金液进行除渣除气处理，然后合金液降温至690℃，依次加入Ti、B，得到合金熔体；D、将合金熔体在480℃保温36h；模具在250℃下预热2小时，将步骤C得到的合金熔体浇注在模具中，然后冷却至室温后，得到高强度铝合金材料。实施例2一种用于车桥的高强度铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：A、按照表1的组成配比准备各组分；在750℃熔炼铝，得到铝熔体；B、在步骤A得到的铝熔体中依次加入Cu、Mg、Zn、Mn、Cr、Cd、Zr，在750℃保温2h，得到合金液；C、对步骤B得到的合金液进行除渣除气处理，然后合金液降温至680℃，依次加入Ti、B，得到合金熔体；D、将合金熔体在450℃保温72h；模具在200℃下预热3小时，将步骤C得到的合金熔体浇注在模具中，然后冷却至室温后，得到高强度铝合金材料。实施例3一种用于车桥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车桥的高强度铝合金材料，其特征在于，按质量百分比计，由如下组分组成：Cu 1.2-3.5％，Mg 1.0-1.8％，Zn 5.0-9.0％，Mn 0.05-1.0％，Ti 0.01-0.5％，Cr0.01-0.2％，Cd 0.01-0.25％，Zr 0.01-0.12％，B 0.001-0.01％，其余为Al及微量杂质元素，其中Zr和B的质量百分比含量满足Zr/B的比值在10-12。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于车桥的高强度铝合金材料，其特征在于，按质量百分比计，由如下组分组成：Cu1.2-3.5％，Mg1.0-1.8％，Zn5.0-9.0％，Mn0.05-1.0％，Ti0.01-0.5％，Cr0.01-0.2％，Cd0.01-0.25％，Zr0.01-0.12％，B0.001-0.01％，其余为Al及微量杂质元素，其中Zr和B的质量百分比含量满足Zr/B的比值在10-12。


2.根据权利要求1所述的一种用于车桥的高强度铝合金材料，其特征在于，按质量百分比计，由如下组分组成：Cu1.2-3.5％，Mg1.4-1.5％，Zn8.0-9.0％，Mn0.05-1.0％，Ti0.01-0.5％，Cr0.01-0.2％，Cd0.01-0.25％，Zr0.01-0.06％，B0.001-0.01％，其余为Al及微量杂质元素，Zr和B的质量百分比含量满足Zr/B的比值在10-12。


3.一种用于车桥的高强度铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、按照权利要求1的组成配比准备各组分；
在750～900℃熔炼铝，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：史力喜，陈喜增，马冬冬，韩东东，齐天润，
申请(专利权)人：保定市兴润车桥制造有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13