一种采用再生铝制备机车圈的生产工艺制造技术

技术编号：40147731 阅读：3 留言：0更新日期：2024-01-24 00:38

本发明专利技术公开了一种采用再生金属制备铝合金机车圈的生产工艺，选用外购再生料铝锭，元素和百分含量组成为：Si：0.85‑0.95；Fe：0.1‑0.3；Mg：0.7‑0.8；Cu：0‑0.1；Mn：0.4‑0.8；Zn：0‑0.15；Cr：0‑0.2，Ti：0.02‑0.05，余量为Al，杂质含量小于0.1％的铝合金。引进的再生铝锭进行反向挤压、圈圆裁切、焊接去疤、固溶时效、阳极氧化、走行测试等相关试验，样品进行各项分析研究，使其符合国标及我司内控标准。应用本发明专利技术工艺制备的机车圈，机械性能为抗拉强度320MPa以上，屈服强度300MPa以上，延伸率12％以上，实现了机车圈采用可回收材料的低碳制造。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用再生铝制备机车圈的生产工艺，属于金属冶金和加工。

技术介绍

1、摩托车灵活方便，占空间小，油耗低，是一种低碳环保的交通工具。摩托车的油耗约为汽车的1/4-1/3，可以节约能源，有效降低碳排放。铝合金摩托车具有重量较轻、骑行省力，耐腐蚀性能优等突出特点而成为人们日常的较常用代步工具，需求量较大。

2、机车圈作为整个摩托车的重要骨架，要求整体更轻、更强、更舒适且更流线美观。目前应用于轮圈的铝合金主要包括6082、6063、6061等牌号，采用的原材料主要是电解原铝锭配合一定量的镁、硅、锰等合金锭配置成所需合金，经加工变形后制备出铝合金轮圈。每年我国各行业材料更新换代会产生大量废铝。这些废铝只用来生产低附加值的铸造铝合金制品，镁、硅、铜、锰等强韧化元素未得到充分利用。同时，利用废铝来生产高附加值的绿色交通工具，不仅能够降低制造成本，而且能够减少煤炭资源消耗以及二氧化碳排放。据测算，工业制品消耗1吨原铝需要向空气中排放二氧化碳13.2吨。而采用废铝做原材料，二氧化碳排放仅为0.5吨，能够显著降低铝合金型材生产过程中的碳排放值。

3、机车轮圈产品要求合金的强度性能高，可挤压、焊接等加工性能好，同时要求阳极氧化后外形美观，具有金属光泽。废铝由于不可避免的金属杂质和难熔氧化物含量高，处理和熔体净化困难，加之后期挤压及加工工艺需要调整改善，导致采用废铝制备可加工变形铝合金制品始终是个难题。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种采用再生铝制备机

2、为实现以上目的，本专利技术的生产工艺通过下述技术方案和步骤实现：

3、一种采用再生铝制备机车圈的生产工艺，包括以下步骤：

4、(1)熔铸：选用100％再生铝熔铸成si：0.85-0.95；fe：0.1-0.3；mg：0.7-0.8；cu：0-0.1；mn：0.4-0.8；zn：0-0.15；cr：0-0.2，；ti：0.02-0.05；余量为al，杂质含量＜0.15％的铝合金铸棒。

5、(2)高温均匀化处理：采用带循环风机的均匀化热处理炉对铸锭进行均匀化热处理，均匀化温度为540-580℃，使合金内部的结晶组织得到改善，铸造应力得以消除，偏析减少，在共晶相溶解后均匀化温度经历高温段处理过程，提高机车圈机械性能。

6、(3)反向挤压：反向挤压不存在坯料与挤压筒间的摩擦力，挤压机运转过程中，在挤压杆全行程范围内，挤压力保持不变，可在较低温度下用较高的挤压系数挤压机车圈型条，金属变形均匀，沿挤压制品长度上的组织基本一致，机车圈可以获得更好的力学性能。

7、采用反向挤压方式将均匀化后的铸锭挤压，挤压比为：30-50，挤压速度为3-3.5mm/s，模具温度440-480℃，挤压料温480-490℃

8、.(4)热处理工艺：挤压完成后，型条在72h内进行圈圆处理，随后机车圈进行固溶时效热处理。固溶条件为535℃*1h，时效条件为175℃*8h。

9、铝合金机车圈固溶处理的目的就是通过加热和冷却的过程，改变材料的晶体结构和性能，将机车圈以快速冷却的方式获得亚稳定的过饱和固溶体，给后续人工时效创造必要的条件，以求在随后的时效时获得高的强度和足够的塑性。

10、机车圈固溶处理的加热温度必须严格控制，随着固溶温度的增大，合金的抗拉强度和延伸率呈现先升高后降低的趋势，当固溶温度从480℃上升至535℃时，合金的抗拉强度和延伸率迅速增大，固溶温度继续上升时，强度开始下降，延伸率略微下降后再次升高，由此可见，此机车圈铝合金最佳的固溶条件为535℃*1h。

11、铝合金机车圈时效是把经过淬火的铝合金挤压件加热到某个温度，保温一定时间出炉空冷直至室温，使过饱和的固溶体分解，让合金基体组织稳定的工艺过程。时效处理是提高铝合金力学性能和改善理化性能的重要手段。

12、机车圈进行人工时效处理时必须严格控制加热温度和保温时间，才能得到比较理想的强化效果。在不同温度时效时，析出相的临界晶核大小、数量、成分以及聚集长大的速度不同，若温度过低，由于扩散困难，gp区不易形成，时效后强度、硬度低，当时效温度过高时，扩散易进行，过饱和固溶体中析出相的临界晶核尺寸大，时效后强度、硬度偏低，即产生过时效。经验证，此机车圈铝合金最佳的时效条件为175℃*8h。

13、有益效果

14、本专利技术所述的一种采用再生铝制备机车圈的生产工艺，相比现有加工制备技术，原材料选择了可回收的再生铝合金金属材料，实现了机车圈零部件的低碳制造。本专利技术通过改善铸锭均质工艺、型条挤压工艺及轮圈热处理工艺来抑制杂质元素的有害作用，提升机车圈综合机械性能。应用本专利技术工艺制备的机车圈，机械性能为抗拉强度320mpa以上，屈服强度300mpa以上，延伸率12％以上，机车圈阳极后色差、膜厚均在合格范围内，走形6000km以上未见破坏或断裂。

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【技术保护点】

1.一种采用再生铝制备机车圈的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种采用再生铝制备机车圈的生产工艺，其特征在于，步骤(3)中反向挤压的条件为：挤压比为：30-50，挤压速度为3-3.5mm/s，模具温度440-480℃，挤压料温480-490℃。

3.根据权利要求1所述的一种采用再生铝制备机车圈的生产工艺，其特征在于，步骤(4)中固溶条件为535℃*1H，时效条件为175℃*8H。

【技术特征摘要】

1.一种采用再生铝制备机车圈的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种采用再生铝制备机车圈的生产工艺，其特征在于，步骤(3)中反向挤压的条件为：挤压比为：30-50，挤压速度为3-...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫玮，闫云飞，郭世杰，肖新兵，
申请(专利权)人：鼎镁新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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