一種汽車輪轂用鋁合金及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種汽車輪轂用鋁合金及其制備方法，其各元素按質量百分比組成為:Si6-8、Mg0.4-0.6、Fe0.5-1.0、Cu0.15-0.25、Zn0.1-0.3、Mn0.3-0.5、Ti0.15-0.25、Mo0.06-0.12、Sn0.04-0.08、Nb0.03-0.06、Sr0.015-0.025、Ta0.01-0.02、Ce0.04-0.06、Er0.03-0.05、Yb0.02-0.03、余量為鋁。本發明采用Ce、Er、Yb等稀土元素進行變質處理與氬氣除氣精煉相結合的工藝，細化硅相，以提高合金的沖擊韌性和高溫強度，本發明制得的鋁合金綜合性能優異，高導熱，散熱快，機械強度高，易加工成形，具有優良的耐磨性、耐熱性、抗沖擊性，完全可靠，經久耐用。
【專利說明】一種汽車輪轂用鋁合金及其制備方法【技術領域】
[0001]本發明涉及一種汽車輪轂用鋁合金及其制備方法，屬于鋁合金材料領域。
【背景技術】
[0002]鋁合金質量輕、強度高、成形性好、價格適中、回收率高，對降低汽車自重、減少油耗、減輕環境污染與改善操作性能等有著重大意義，已成為汽車輪轂的首選材料。汽車的安全性和可靠性很大程度上取決于所用鋁合金輪轂的綜合性能和使用壽命。隨著鋁合金輪轂產量的迅速提高和工業大生產的不斷發展。生產過程中逐漸顯現出了諸如變質處理效果有限、綜合性能不穩定等問題。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于汽車輪轂用鋁合金及其制備方法，提高鋁合金輪轂的沖擊韌性、高溫穩定性、耐磨性等性能。
[0004]本發明采用的技術方案如下:
一種汽車輪轂用鋁合金，其各元素按質量百分比組成為:Si 6-8, Mg 0.4-0.6、Fe0.5-1.0, Cu 0.15-0.25, Zn 0.1-0.3, Mn 0.3-0.5, Ti 0.15-0.25, Mo 0.06-0.12, Sn0.04-0.08,Nb 0.03-0.06, Sr 0.015-0.025,Ta 0.01-0.02,Ce 0.04-0.06,Er 0.03-0.05、Yb 0.02-0.03、余量為鋁。
[0005]汽車輪轂用鋁合金的制備方法:將鋁錠投入到熔煉爐中，加熱至660_680°C，待鋁錠熔化后，添加Al-Si合金，升溫至690-710°C，待合金熔化后，再添加鎂錠、鋅錠、回爐料、Al-Cu合金、Al-Mn合金，攪拌35_45min，然后升溫至750-780°C，加入精煉劑精煉10_15min，扒渣后靜置5-10min ;降 溫至710_730°C，加入稀土合金錠和Al-T1-C-Sr中間合金，攪拌10-15min，然后用氬氣除氣精煉5-10min，扒渣后靜置2_3min，在720_740°C溫度下澆注成型；將所得的合金錠以220-240 V /h速率升溫至450-480 V，保溫4_8h，再以80-100 V /h速率降溫至330-360°C，保溫2-3h，放入80_100°C水中保溫10_15h，取出強風空冷至室溫，以150-180°C /h 速率升溫至 320-350°C，保溫 3_4h，再以 100_120°C /h 速率升溫至 510_530°C，保溫5-10h，然后以180-220°C /h速率降溫至150_170°C，保溫2_3h，空冷至室溫即可；
所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量份的原料:氯化鎂10-15、氯化鋇5-10、硫化鉀5-10、蛭石8-12、冰晶石5-10、石英砂3-6、鋁礬土 4_8、硅酸鈉20-30、納米氮化硅5-10、納米碳化鈣8-12 ；b.將蛭石、冰晶石、石英砂、鋁礬土粉碎過400-500目篩，混合均勻，再加入娃酸鈉、納米氮化娃、納米碳化鈣以及適量的水，3000-5000rpm高速研磨5_10min,制粒，然后將制得的顆粒在450-480°C下焙燒3-5h，冷卻至室溫，待用；c.將氯化鎂、氯化鋇、硫化鉀混合均勻，加熱至930-950°C，待其全部熔融后，將上述步驟(b)制得的顆粒加入熔融液中攪拌均勻，澆注成塊狀，待其冷卻至室溫即為所得精煉劑。
[0006]本發明精煉劑的脫雜質率在65-75%之間，去除合金液中的夾雜物及使夾雜物變性效果好、凈化合金液提高了內部質量，氣孔度降低1-2度，得到有效的控制。[0007]本發明的有益效果:
本發明采用Ce、Er、Yb等稀土元素進行變質處理與氬氣除氣精煉相結合的工藝，細化硅相，以提高合金的沖擊韌性和高溫強度，本發明制得的鋁合金綜合性能優異，高導熱，散熱快，機械強度高，易加工成形，具有優良的耐磨性、耐熱性、抗沖擊性，完全可靠，經久耐用。
【具體實施方式】
[0008]一種汽車輪轂用鋁合金，其各元素按質量百分比組成為:Si 6-8、Mg 0.4-0.6、Fe 0.5-1.0、Cu 0.15-0.25、Zn 0.1-0.3、Mn 0.3-0.5、Ti 0.15-0.25、Mo 0.06-0.12、Sn
0.04-0.08,Nb 0.03-0.06, Sr 0.015-0.025,Ta 0.01-0.02,Ce 0.04-0.06,Er 0.03-0.05、Yb 0.02-0.03、余量為鋁。
[0009]汽車輪轂用鋁合金的制備方法:將鋁錠投入到熔煉爐中，加熱至680°C，待鋁錠熔化后，添加Al-Si合金，升溫至705°C，待合金熔化后，再添加鎂錠、鋅錠、回爐料、Al-Cu合金、Al-Mn合金，攪拌40min，然后升溫至760°C，加入精煉劑精煉15min，扒渣后靜置8min ；降溫至7120°C，加入稀土合金錠和Al-T1-C-Sr中間合金，攪拌15min，然后用氬氣除氣精煉lOmin，扒渣后靜置3min，在720-740°C溫度下澆注成型；將所得的合金錠以240°C /h速率升溫至480°C，保溫5h，再以100°C /h速率降溫至350°C，保溫3h，放入80°C水中保溫10h，取出強風空冷至室溫，以160°C /h速率升溫至330°C，保溫4h，再以120°C /h速率升溫至515°C，保溫8h，然后以220°C /h速率降溫至160°C，保溫2h，空冷至室溫即可；
所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量(kg)的原料:氯化鎂15、氯化鋇10、硫化鉀6、蛭石10、冰晶石7、石英砂4、鋁礬土 6、硅酸鈉27、納米氮化硅8、納米碳化鈣10 ；b.將蛭石、冰晶石、石英砂`、鋁礬土粉碎過500目篩，混合均勻，再加入硅酸鈉、納米氮化硅、納米碳化?丐以及適量的水，4000rpm高速研磨8min,制粒,然后將制得的顆粒在450°C下焙燒5h，冷卻至室溫，待用；c.將氯化鎂、氯化鋇、硫化鉀混合均勻，加熱至935°C，待其全部熔融后，將上述步驟(b)制得的顆粒加入熔融液中攪拌均勻，澆注成塊狀，待其冷卻至室溫即為所得精煉劑。
[0010]制得的鋁合金經檢驗，其主要性能為:抗拉強度314Mpa，屈服強度為189Mpa，沖擊韌性18 kg/cm2，導熱系數216ff/m.k，延伸率9.4%。
【權利要求】
1.一種汽車輪轂用鋁合金，其特征在于:其各元素按質量百分比組成為:Si 6-8、Mg 0.4-0.6, Fe 0.5-1.0, Cu 0.15-0.25, Zn 0.1-0.3, Mn 0.3-0.5, Ti 0.15-0.25, Mo0.06-0.12,Sn 0.04-0.08,Nb 0.03-0.06,Sr 0.015-0.025,Ta 0.01-0.02,Ce 0.04-0.06、Er 0.03-0.05、Yb 0.02-0.03、余量為鋁。
2.根據權利要求1所述的汽車輪轂用鋁合金的制備方法，其特征在于:將鋁錠投入到熔煉爐中，加熱至660-680°C，待鋁錠熔化后，添加Al-Si合金，升溫至690-710°C，待合金熔化后，再添加鎂錠、鋅錠、回爐料、Al-Cu合金、Al-Mn合金，攪拌35-45min，然后升溫至750-780°C，加入精煉劑精煉10-15min，扒渣后靜置5-10min ;降溫至710_730°C，加入稀土合金錠和Al-T1-C-Sr中間合金，攪拌10-15min，然后用氬氣除氣精煉5-10min，扒渣后靜置2-3min，在720-740°C溫度下澆注成型；將所得的合金錠以220_240°C /h速率升溫至450-480°C，保溫 4-8h，再以 80_100°C /h 速率降溫至 330_360°C，保溫 2_3h，放入 80_100°C水中保溫10-15h，取出強風空冷至室溫，以150-180°C /h速率升溫至320_350°C，保溫3-4h，再以100-120°C /h速率升溫至510-530°C，保溫5-10h，然后以180-220°C /h速率降溫至150-170°C，保溫2-3h，空冷至室溫即可； 所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量份的原料:氯化鎂10-15、氯化鋇5-10、硫化鉀5-10、蛭石8-12、冰晶石5-10、石英砂3-6、鋁礬土 4_8、硅酸鈉20-30、納米氮化硅5-10、納米碳化鈣8-12 ；b.將蛭石、冰晶石、石英砂、鋁礬土粉碎過400-500目篩，混合均勻，再加入娃酸鈉、納米氮化娃、納米碳化鈣以及適量的水，3000-5000rpm高速研磨5_10min,制粒，然后將制得的顆粒在450-480°C下焙燒3-5h，冷卻至室溫，待用；c.將氯化鎂、氯化鋇、硫化鉀混合均勻，加熱至930-950°C，待其全部熔融后，將上述步驟(b)制得的顆粒加入熔融液中攪拌均勻，澆注成塊狀，待其冷卻至室溫即為所得精煉劑。
【文檔編號】C22C1/03GK103484731SQ201310348454
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月12日 優先權日:2013年8月12日
【發明者】陳鵬, 王沖, 金繼松 申請人:安徽環宇鋁業有限公司