一种高强度高延伸率铝合金轮毂材料的制备方法.pdf

本发明公开了一种高强度高延伸率铝合金轮毂材料的制备方法。其主要通过两种配方配比不同的合金液雾化得到的铝合金粉依次进行球磨混料，冷等静压成形，热挤压，热处理等步骤制作而成。与现有的铝合金轮毂材料相比较，本发明制得的铝合金轮毂材料抗拉强度提高了42-54%，延伸率提高了58-66%，实现了延伸率和强度的同步提高，且具有优良的耐热性、抗氧化性、耐蚀性和抗疲劳性，完全满足现代汽车轮毂对铝合金材料的性能要求。

权利要求书
1.  一种高强度高延伸率铝合金轮毂材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）按照以下质量百分数的合金元素：Si 0.1-0.2、Fe 0.25-0.45、Cu 0.8-1.4、Mg 1.2-1.8、Be 0.3-0.6、Nb 0.2-0.4、Ti 0.1-0.2、In 0.06-0.09、Rh 0.03-0.06、Er 0.02-0.03、Tm 0.01-0.02，余量为Al进行配料，将配好的炉料投入熔化炉中在725-745 ℃下加热熔化，待其全部熔化后，取样分析，调整成分，精炼、脱气后调整温度至705-725℃，静置15-20min；
（2）将步骤（1）制得的合金液经漏嘴流入喷雾装置中，通过雾化喷嘴进行气体雾化，雾化气体为氮气或氩气，气体压力为1.3-1.7MPa，得铝合金粉A；
（3）按照以下质量百分数的合金元素：Zn 4.5-5.5、Mg 2.4-3.2、Cu 1.6-2.2、Mo 0.5-0.8、Cr 0.45-0.65、Ta 0.15-0.25、W 0.1-0.2、Ti 0.05-0.1、Bi 0.04-0.08、Sb 0.03-0.06、Tb 0.025-0.045，余量为Al进行配料，将配好的炉料投入熔化炉中在745-765 ℃下加热熔化，待其全部熔化后，取样分析，调整成分，精炼、脱气后调整温度至720-740℃，静置20-25min；
（4）将步骤（3）制得的合金液经漏嘴流入喷雾装置中，通过雾化喷嘴进行气体雾化，雾化气体为氮气或氩气，气体压力为1.2-1.6MPa，得铝合金粉B；
（5）将雾化得到的铝合金粉A与铝合金B按照质量1:4-5的比例加入球磨机内进行球磨混料，300-400r/min球磨3-4h，再在320-360MPa的压力下冷等静压成坯料，脱模后用纯铝包套处理，然后加热至460-490℃，保温1-2h，再进行热挤压，挤压比为15-20；
（6）将挤压得到的铝合金材料进行热处理：先以70-90℃/h升温至160-180℃,保温5-6h，再以80-100℃/h升温至330-370℃，保温3-4h，再以60-80℃/h升温至485-500℃，保温1-2h，然后以50-70℃/h降温至350-380℃，保温3-4h，空冷至室温，然后以100-150℃/h升温至280-320℃，保温4-5h，再以90-110℃/h升温510-530℃，保温0.5-1h，然后强风风冷至240-260℃，保温4-5h，再放入50-60℃的水中冷却1-2min，然后取出以40-50℃/h升温至85-95℃，保温5-10h，再以30-40℃/h升温至165-185℃，保温9-16h，再以25-35℃/h降温至100-120℃，保温8-12h，空冷至室温，然后以100-120℃/h升温至215-230℃，保温10-15h，再以70-80℃/h降温至80-90℃，保温5-10h，空冷至室温即可。

说明书一种高强度高延伸率铝合金轮毂材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高强度高延伸率铝合金轮毂材料的制备方法，属于铝合金加工技术领域。
背景技术
轮毂是汽车行驶系统的重要部件之一，是一种要求较高的保安件，它与车辆的行驶性能、乘坐的舒适性和安全性具有很大的关系。铝合金因具有重量轻、节能降耗、价格低、表面质量高、散热性好、易于成型、减振性能好等优点，而被广泛用于制作汽车轮毂。随着汽车工业的快速发展，对铝合金轮毂的性能要求也随之不断提高。因此在现有汽车轮毂生产工艺、设备、技术基础上，开发出一种高强度高延伸率铝合金轮毂材料，对于中国汽车工业的发展，市场的开发与拓展，具有很高实用价值与实践意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度高延伸率铝合金轮毂材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种高强度高延伸率铝合金轮毂材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照以下质量百分数的合金元素：Si 0.1-0.2、Fe 0.25-0.45、Cu 0.8-1.4、Mg 1.2-1.8、Be 0.3-0.6、Nb 0.2-0.4、Ti 0.1-0.2、In 0.06-0.09、Rh 0.03-0.06、Er 0.02-0.03、Tm 0.01-0.02，余量为Al进行配料，将配好的炉料投入熔化炉中在725-745 ℃下加热熔化，待其全部熔化后，取样分析，调整成分，精炼、脱气后调整温度至705-725℃，静置15-20min；
（2）将步骤（1）制得的合金液经漏嘴流入喷雾装置中，通过雾化喷嘴进行气体雾化，雾化气体为氮气或氩气，气体压力为1.3-1.7MPa，得铝合金粉A；
（3）按照以下质量百分数的合金元素：Zn 4.5-5.5、Mg 2.4-3.2、Cu 1.6-2.2、Mo 0.5-0.8、Cr 0.45-0.65、Ta 0.15-0.25、W 0.1-0.2、Ti 0.05-0.1、Bi 0.04-0.08、Sb 0.03-0.06、Tb 0.025-0.045，余量为Al进行配料，将配好的炉料投入熔化炉中在745-765 ℃下加热熔化，待其全部熔化后，取样分析，调整成分，精炼、脱气后调整温度至720-740℃，静置20-25min；
（4）将步骤（3）制得的合金液经漏嘴流入喷雾装置中，通过雾化喷嘴进行气体雾化，雾化气体为氮气或氩气，气体压力为1.2-1.6MPa，得铝合金粉B；
（5）将雾化得到的铝合金粉A与铝合金B按照质量1:4-5的比例加入球磨机内进行球磨混料，300-400r/min球磨3-4h，再在320-360MPa的压力下冷等静压成坯料，脱模后用纯铝包套处理，然后加热至460-490℃，保温1-2h，再进行热挤压，挤压比为15-20；
（6）将挤压得到的铝合金材料进行热处理：先以70-90℃/h升温至160-180℃,保温5-6h，再以80-100℃/h升温至330-370℃，保温3-4h，再以60-80℃/h升温至485-500℃，保温1-2h，然后以50-70℃/h降温至350-380℃，保温3-4h，空冷至室温，然后以100-150℃/h升温至280-320℃，保温4-5h，再以90-110℃/h升温510-530℃，保温0.5-1h，然后强风风冷至240-260℃，保温4-5h，再放入50-60℃的水中冷却1-2min，然后取出以40-50℃/h升温至85-95℃，保温5-10h，再以30-40℃/h升温至165-185℃，保温9-16h，再以25-35℃/h降温至100-120℃，保温8-12h，空冷至室温，然后以100-120℃/h升温至215-230℃，保温10-15h，再以70-80℃/h降温至80-90℃，保温5-10h，空冷至室温即可。
本发明的有益效果：
与现有的铝合金轮毂材料相比较，本发明制得的铝合金轮毂材料抗拉强度提高了42-54%，延伸率提高了58-66%，实现了延伸率和强度的同步提高，且具有优良的耐热性、抗氧化性、耐蚀性和抗疲劳性，完全满足现代汽车轮毂对铝合金材料的性能要求。
具体实施方式
一种高强度高延伸率铝合金轮毂材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照以下质量百分数的合金元素：Si 0.1-0.2、Fe 0.25-0.45、Cu 0.8-1.4、Mg 1.2-1.8、Be 0.3-0.6、Nb 0.2-0.4、Ti 0.1-0.2、In 0.06-0.09、Rh 0.03-0.06、Er 0.02-0.03、Tm 0.01-0.02，余量为Al进行配料，将配好的炉料投入熔化炉中在735 ℃下加热熔化，待其全部熔化后，取样分析，调整成分，精炼、脱气后调整温度至715℃，静置15min；
（2）将步骤（1）制得的合金液经漏嘴流入喷雾装置中，通过雾化喷嘴进行气体雾化，雾化气体为氮气或氩气，气体压力为1.5MPa，得铝合金粉A；
（3）按照以下质量百分数的合金元素：Zn 4.5-5.5、Mg 2.4-3.2、Cu 1.6-2.2、Mo 0.5-0.8、Cr 0.45-0.65、Ta 0.15-0.25、W 0.1-0.2、Ti 0.05-0.1、Bi 0.04-0.08、Sb 0.03-0.06、Tb 0.025-0.045，余量为Al进行配料，将配好的炉料投入熔化炉中在755 ℃下加热熔化，待其全部熔化后，取样分析，调整成分，精炼、脱气后调整温度至730℃，静置20min；
（4）将步骤（3）制得的合金液经漏嘴流入喷雾装置中，通过雾化喷嘴进行气体雾化，雾化气体为氮气或氩气，气体压力为1.4MPa，得铝合金粉B；
（5）将雾化得到的铝合金粉A与铝合金B按照质量1:4的比例加入球磨机内进行球磨混料，400r/min球磨3h，再在340MPa的压力下冷等静压成坯料，脱模后用纯铝包套处理，然后加热至470℃，保温1.5h，再进行热挤压，挤压比为16；
（6）将挤压得到的铝合金材料进行热处理：先以80℃/h升温至170℃,保温6h，再以90℃/h升温至350℃，保温3h，再以70℃/h升温至495℃，保温1.5h，然后以60℃/h降温至360℃，保温4h，空冷至室温，然后以120℃/h升温至310℃，保温4h，再以100℃/h升温520℃，保温0.5h，然后强风风冷至250℃，保温5h，再放入55℃的水中冷却1min，然后取出以45℃/h升温至90℃，保温8h，再以35℃/h升温至175℃，保温12h，再以30℃/h降温至110℃，保温10h，空冷至室温，然后以110℃/h升温至220℃，保温12h，再以75℃/h降温至85℃，保温8h，空冷至室温即可。
 经检测，上述制得的铝合金轮毂材料的主要性能为：抗拉强度574MPa，屈服强度 499MPa、延伸率15.4%。