本發(fā)明涉及鋁合金領(lǐng)域，且特別涉及一種用于制備變速箱殼體的鋁合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
在汽車的部件領(lǐng)域，鋼板因其高強(qiáng)度、良好的機(jī)械性能、好的成型而被廣泛應(yīng)用。但是，其密度較大，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)汽車重量增加，從而增加能耗，隨著近年來環(huán)保意識(shí)的不斷提升，要求從總體上降低汽車的重量，鋼板的使用則受到了不小的限制。
鋁合金的比重僅為鋼板的三分之一左右，因此其越來越多的被應(yīng)用于汽車的部件領(lǐng)域，但是就汽車的變速箱殼體而言，需要鋁合金材料具有良好的抗拉強(qiáng)度，抗疲勞強(qiáng)度和耐磨性等綜合機(jī)械性能。現(xiàn)有技術(shù)中要使鋁合金變速箱殼體能滿足抗裂、抗摩擦、拉伸性能等，則會(huì)在一定程度上導(dǎo)致汽車整體的重量增加，而汽車的重量增大，會(huì)導(dǎo)致廢氣污染變嚴(yán)重，不利于環(huán)保，甚至達(dá)不到法規(guī)規(guī)定的相關(guān)汽車廢氣排放的相關(guān)規(guī)定；同時(shí)變速箱殼體的重量的增加會(huì)不利于變速箱殼體的散熱，從而影響變速箱的密封性，進(jìn)而導(dǎo)致變速箱容易漏油，不利于汽車的長期使用，潤滑油的消耗較大，汽車使用的成本增加。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種用于制備變速箱殼體的鋁合金，其加工性能好、比重輕、耐腐蝕性能良好，且具有良好的室溫性能和高溫性能，能夠保證變速箱殼體在使用過程中良好的抗裂性能等，同時(shí)有利于變速箱殼體的高溫力學(xué)性能和散熱性能，確保變速箱的密封性，減少變速箱漏油，減少汽車使用使?jié)櫥偷南模档推嚨氖褂贸杀静⒀娱L變速箱的使用壽命。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于制備變速箱殼體的鋁合金的制備方法，能夠快速、充分的除去鋁合金中的氣體和雜質(zhì)，減少制備出的鋁合金中的氣泡的數(shù)量和雜質(zhì)的含量，提升鋁合金的強(qiáng)度、抗拉性能等，同時(shí)沒有增加變速箱殼體的重量，有利于變速箱殼體的高溫力學(xué)性能和散熱性能，提升變速箱殼體的密封性，減少潤滑油滲漏的情況，延長變速箱殼體的使用壽命。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。
一種用于制備變速箱殼體的鋁合金，以重量百分比計(jì)，包括：硅9.5-12.5％，銅2.5-3.5％，鎳0.5-0.75％，鎂3.5-4.5％，鋅7.5-8.5％，錳2.5-3.5％，鈦0.9-1.1％，鉻1.5-2.5％，鑭0.01-0.015％，釔0.002-0.004％，釤0.01-0.015％，余量為鋁。
一種用于制備變速箱殼體的鋁合金的制備方法，包括按比例稱取上述用于制備變速箱殼體的鋁合金的原料，將原料升溫至775-785℃直至熔化于容器中；
從容器底部向熔融狀態(tài)的原料通入預(yù)熱了2-3min的氦氣，并除去反應(yīng)熔渣和浮渣，靜置20-30min后澆鑄到模具中，冷卻后取出，得到初制殼體，然后對(duì)初制殼體進(jìn)行淬火處理和時(shí)效處理；淬火處理的溫度為510-515℃，時(shí)效處理的溫度為160-220℃。
本發(fā)明實(shí)施例的用于制備變速箱殼體的鋁合金及其制備方法的有益效果是：該用于制備變速箱殼體的鋁合金中的硅元素能夠在不增加鋁合金比重的前提下增強(qiáng)鋁合金的抗拉強(qiáng)度和硬度等機(jī)械性能，同時(shí)Cu加入到Al-Si合金中會(huì)形成α固溶體、CuAl2和Si相。α相分別與CuAl2和Si構(gòu)成兩相共晶體，同時(shí)這三個(gè)相又可共同構(gòu)成三相共晶體。當(dāng)銅作為強(qiáng)化相固溶于鋁基體中或以顆粒狀化合物存在時(shí)，可進(jìn)一步顯著提高變速箱殼體的鋁合金的強(qiáng)度和硬度，故該鋁合金的加工性能好、比重輕、耐腐蝕性能良好，且具有良好的室溫性能和高溫性能，能夠保證變速箱殼體在使用過程中良好的抗裂性能等，同時(shí)因?yàn)楸戎剌p有利于變速箱殼體的散熱性能，確保變速箱的密封性，減少變速箱漏油，減少汽車使用使?jié)櫥偷南模档推嚨氖褂贸杀静⒀娱L變速箱的使用壽命；該制備方法能夠快速、充分的除去鋁合金中的氣體和雜質(zhì)，減少制備出的鋁合金中的氣泡的數(shù)量和雜質(zhì)的含量，進(jìn)一步確保在不增加鋁合金重量的情況下，提升鋁合金的強(qiáng)度、抗拉性能等，有利于變速箱殼體的高溫力學(xué)性能和散熱性能，進(jìn)一步提升變速箱殼體的密封性，減少潤滑油滲漏的情況，延長變速箱殼體的使用壽命。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的用于制備變速箱殼體的鋁合金及其制備方法進(jìn)行具體說明。
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于制備變速箱殼體的鋁合金，其以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括：硅9.5-12.5％，銅2.5-3.5％，鎳0.5-0.75％，鎂3.5-4.5％，鋅7.5-8.5％，錳2.5-3.5％，鈦0.9-1.1％，鉻1.5-2.5％，鑭0.01-0.015％，釔0.002-0.004％，釤0.01-0.015％，余量為鋁。
本發(fā)明提供的一種用于制備變速箱殼體的鋁合金的制備方法，包括：按照比例配備上述的各種原料，將各種原料升溫熔化于容器中，從容器的底部向熔融狀態(tài)的原料通入預(yù)熱的氦氣，并去除反應(yīng)熔渣和浮渣，靜置后澆鑄到模具中，冷卻后取出，得到初制殼體，然后對(duì)初制殼體進(jìn)行淬火處理和時(shí)效處理。
具體的，本發(fā)明的用于制備變速箱殼體的鋁合金及其制備方法按照以下步驟進(jìn)行：
S1備料步驟：
按照比例配備原料，其中原料包括：9.5-12.5％的硅，2.5-3.5％的銅，0.5-0.75％的鎳，3.5-4.5％的鎂，7.5-8.5％的鋅，2.5-3.5％的錳，0.9-1.1％的鈦，1.5-2.5％的鉻，0.01-0.015％的鑭，0.002-0.004％的釔，0.01-0.015％的釤，余量為鋁。
硅(Si)元素的主要作用是改善變速箱殼體的鋁合金的流動(dòng)性，此外，硅晶粒的化學(xué)穩(wěn)定性好且具有較強(qiáng)的硬度。通常，隨著變速箱殼體的鋁合金中硅元素的含量的增加，能夠提高變速箱殼體的鋁合金的抗拉強(qiáng)度和硬度，使含硅元素的變速箱殼體的鋁合金具有比純鋁更高的耐腐蝕和耐磨性，同時(shí)不會(huì)增加鋁合金的比重，即不會(huì)降低鋁合金的散熱性。但是，變速箱殼體的鋁合金中的硅元素含量過高時(shí)，對(duì)變速箱殼體的鋁合金的熱導(dǎo)性能會(huì)產(chǎn)生不利影響。本發(fā)明中硅元素優(yōu)選的含量為9.5-10.5％，即能夠保證變速箱殼體的鋁合金具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度、硬度耐磨性，又保證了變速箱殼體的鋁合金良好的熱導(dǎo)性，即增加了變速箱殼體的散熱性能，增強(qiáng)了變速箱殼體的密封性，減少潤滑油的消耗，延長變速箱殼體的使用壽命。
銅(Cu)元素的主要作用是改善變速箱殼體的鋁合金的機(jī)械強(qiáng)度及抗腐蝕性能。Cu加入到Al-Si合金中會(huì)形成α固溶體、CuAl2和Si相。α相分別與CuAl2和Si構(gòu)成兩相共晶體，同時(shí)這三個(gè)相又可共同構(gòu)成三相共晶體。為了避免Si元素含量過高導(dǎo)致降低鋁合金的導(dǎo)熱性降低而減少了一定的Si元素的含量，可能會(huì)影響鋁合金一定的強(qiáng)度和硬度，而Cu元素的合理添加可以有效的避免這一點(diǎn)，當(dāng)銅作為強(qiáng)化相固溶于鋁基體中或以顆粒狀化合物存在時(shí)，可顯著提高變速箱殼體的鋁合金的強(qiáng)度和硬度，避免殼體出現(xiàn)機(jī)械損傷，而降低密封性，延長變速箱殼體的使用壽命。
鎳(Ni)元素的主要作用是提高鋁合金的抗腐蝕性能和延展性等，能夠提高變速箱殼體的耐磨性、抗拉強(qiáng)度等機(jī)械性能。但是，鎳的含量過高會(huì)不利于鋁合金的散熱，故優(yōu)選的本發(fā)明中的鎳元素的在0.5-0.65％范圍，既能滿足鋁合金的抗腐蝕性能和延展性等，又能保證該鋁合金有良好的散熱能力，確保變速箱殼體的密封性，減少潤滑油的滲漏，延長變速箱的使用壽命。
鎂(Mg)元素的主要作用是細(xì)化晶粒，顯著提高合金強(qiáng)度、硬度，減少粘模的傾向，使壓鑄件的表面光滑，避免變速箱殼體在脫模時(shí)出現(xiàn)損傷的現(xiàn)象。
鋅(Zn)元素的主要作用是改善鋁合金的機(jī)械性能和鑄造性能。但是，如果鋅元素的含量過多會(huì)對(duì)鋁合金的導(dǎo)熱性產(chǎn)生不良的影響，降低變速箱殼體的散熱性能，所以本發(fā)明中將鋅元素的含量控制在7.5-8.5％范圍，既能夠保證制得的鋁合金有良好的機(jī)械性能和鑄造性能，又具有良好的散熱性能，確保變速箱殼體的密封性，減少潤滑油的滲漏，延長變速箱的使用壽命。
錳(Mn)元素的主要作用是提高變速箱殼體的鋁合金的強(qiáng)度、韌性、抗應(yīng)力腐蝕性能等，進(jìn)一步確保變速箱殼體不易被腐蝕，提高的密封性。另一方面，錳能阻止變速箱殼體的鋁合金的再結(jié)晶過程，提高再結(jié)晶溫度，并能顯著細(xì)化再結(jié)晶晶粒。再結(jié)晶晶粒的細(xì)化主要是通過MnAl6化合物彌散質(zhì)點(diǎn)對(duì)再結(jié)晶晶粒長大起阻礙作用，結(jié)晶晶粒被細(xì)化后，有利于鋁合金的散熱性能的提升。
鈦(Ti)元素和鉻(Cr)元素的主要作用是細(xì)化晶粒，改善變速箱殼體的鋁合金的塑性變形能力，有利于加工時(shí)變形均勻，使變速箱殼體的鋁合金的性能優(yōu)異、塑性良好，有利于鑄造及隨后的塑性加工。
稀土(Re)元素釔(Y)、釤(Sm)和鑭(La)可以改變合金的結(jié)晶條件，使其組織和性能得到改善。稀土元素較活潑，它熔于鋁液中，極易填補(bǔ)合金相的表面缺陷，從而降低新舊兩相界面上的表面張力，使得晶核生長的速度增大，同時(shí)還在晶粒與合金液之間形成表面活性膜，阻止生成的晶粒長大，使合金的組織細(xì)化。同時(shí)，鋁和稀土形成的化合物在金屬液結(jié)晶時(shí)作為外來的結(jié)晶晶核，會(huì)讓晶核數(shù)大量增加從而使合金的組織細(xì)化。稀土對(duì)氫的吸附能力特別大，能大量吸附和溶解氫，且稀土與氫的化合物熔點(diǎn)較高，并且彌散分布于鋁液中，以化合物形成的氫不會(huì)聚集形成氣泡，大大降低鋁的含氫量和針孔率，亦可以進(jìn)一步提升變速箱殼體的散熱性能，增強(qiáng)殼體的密封性，延長變速箱的使用壽命。當(dāng)變速箱殼體的鋁合金中加入稀土元素，還可以有效地提高變速箱殼體的鋁合金的抗拉強(qiáng)度、硬度和塑性等。當(dāng)稀土(Re)元素的含量較高時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致制得的鋁合金變脆，不利于使用，所以本發(fā)明中，優(yōu)選的，釔的含量為0.002-0.003％，鑭的含量為0.01-0.012％，釤的含量為0.01-0.012％。
通常為了增加鋁合金的剛性，需要將其中的Si比例適當(dāng)提高，但是由于Si的比重較大，且增加Si后，鋁合金的延展性和導(dǎo)熱性能會(huì)變差，不利于機(jī)械加工以及在制成變速箱殼體后的降溫散熱。在此基礎(chǔ)上，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過提高Cu元素和Mn元素的比例，并且將Cu、Mn與Si元素的比例調(diào)整到大致1：1：3的范圍，既可以提高剛性，同時(shí)又不會(huì)降低其延展性，并且其導(dǎo)熱效率與現(xiàn)有的變速箱殼體用鋁合金相比相差不大，依然具有良好的導(dǎo)熱效率，降溫散熱效果優(yōu)良，避免變速箱殼體的密封性降低，減少潤滑油滲漏的現(xiàn)象。
S2熔化步驟：
將按比例稱取的原料放入容器中升溫至775-785℃熔化至熔融狀態(tài)，從容器的底部向熔融狀態(tài)的原料通入預(yù)熱2-3min的氦氣，氦氣由于其自身密度小同時(shí)反應(yīng)活性極低的特點(diǎn)，其在上浮過程中會(huì)將熔體中的部分雜質(zhì)、渣等裹挾并帶往液面。此時(shí)去除反應(yīng)熔渣和浮渣。上述容器優(yōu)選的可以是熔煉爐。
氦氣通入熔融狀態(tài)原料的時(shí)間為3-5min，預(yù)熱后的氦氣與處于熔融狀態(tài)下的原料的溫差相對(duì)較小，使得氦氣在熔融狀態(tài)下的原料中的分布更加均勻，且更加容易在熔融的原料中長大，并形成彌散的分布，增大了精煉氣泡與金屬熔體實(shí)際的接觸面積，有利于將熔體中的氣體帶出，起到顯著的除氣效果，且除氣率高，可以減少氦氣的使用量，降低生產(chǎn)成本。通過使用預(yù)熱的氦氣通入鋁合金熔體可以減少制得的鋁合金中的細(xì)小的氣孔和針孔，提高鋁合金的剛性和耐磨、耐腐蝕等機(jī)械性能，有利于延長變速箱殼體的使用壽命。
更優(yōu)地，在原料投放時(shí)，首先將鋁加入熔煉爐，升溫至775℃，其后逐漸升溫，升溫速率為3℃/min，直到溫度達(dá)到785℃，依次加入鉻、鈦、釔、鎳、硅、錳和釤，待上述元素全部熔化之后再加入銅、鑭、鎂和鋅；先將高熔點(diǎn)的元素置于熔煉爐內(nèi)熔化，再將熔點(diǎn)相對(duì)較低的元素置于熔煉爐內(nèi)熔化，當(dāng)熔點(diǎn)較低的金屬瞬間接觸比自身熔點(diǎn)更高的熔體時(shí)，自身溫度急劇升高，其迅速熔融并迅速在熔體中分散，并且由于已熔化的元素的流動(dòng)性，促進(jìn)后添加的低熔點(diǎn)元素能快速地、均勻地彌散于混合的熔體當(dāng)中，減少氣泡的生成，過程中，伴隨氦氣的鼓泡作用，浮渣和殘?jiān)入s質(zhì)被帶完液面并除去，進(jìn)一步減少后續(xù)加工過程中的材料缺陷，并且進(jìn)一步地有助于鋁合金中的各種晶粒之間的結(jié)合的更加緊實(shí)，減少鋁合金中出現(xiàn)細(xì)小針孔的現(xiàn)象，進(jìn)一步在鋁合金的比重較輕的情況下，保證制得的鋁合金具有良好的剛性和延展性，同時(shí)還因?yàn)檩^小的比重有良好的散熱降溫的性能。
S3澆鑄步驟：
將除雜后的融化狀態(tài)下的原料靜置20-30min后澆鑄到模具中，冷卻后取出，得到初制殼體，然后對(duì)初制殼體進(jìn)行淬火處理和時(shí)效處理。
將除雜后的融化狀態(tài)的原料靜置后再澆鑄能夠進(jìn)一步的促使細(xì)小的氦氣氣泡彌散的分布在鋁合金的熔體中，并且繼續(xù)吸氫上浮、不斷長大，直到溢出液面，即進(jìn)一步減少鋁合金中的氫含量，降低鋁合金中的氣孔，提高鋁合金的耐磨、耐腐蝕性能，進(jìn)而提升變速箱殼體的密封性；但是靜置的時(shí)間不宜過長，因?yàn)槿绻o置的時(shí)間過長則會(huì)導(dǎo)致熔化狀態(tài)鋁合金的表面被氧化變成雜質(zhì)，而這些雜質(zhì)會(huì)慢慢吸附空氣中的氫氣，反而重新增加了鋁合金中的氫含量，不利于鋁合金中氣泡的減少。
上述的淬火處理按照以下的步驟進(jìn)行，首先，將初制殼體置于510-515℃，保溫8-10h，可以使初制殼體內(nèi)部的溫度均勻一致，使第二相充分固溶，增強(qiáng)第二相中晶體分布的均勻性，從而提高鋁合金的抗力學(xué)腐蝕性能。然后進(jìn)行第一次降溫操作，將初制殼體在2-5min溫度降至200-250℃；之后再進(jìn)行第二次降溫操作，第二次降溫操作的降溫速度為8-12℃/min。淬火處理可以有效地減少馬氏體轉(zhuǎn)變的內(nèi)應(yīng)力，減少工件變形開裂的傾向，增加鋁合金變速箱殼體的硬度，提升鋁合金的耐磨性，從而增強(qiáng)變速箱殼體的密封性，延長使用壽命。同時(shí)降溫冷卻的過程中降溫的速度選擇要合理，過快或過慢的降溫速度都可能導(dǎo)致制得的初制殼體的內(nèi)部由于熱脹冷縮不均勻造成內(nèi)應(yīng)力，反而使制得的殼體變形或開裂。
淬火處理完成之后即可在160-220℃下時(shí)效處理7-8h，經(jīng)過時(shí)效處理的鋁合金殼體中的內(nèi)應(yīng)力有所降低，硬度和強(qiáng)度均有所增加，即可以增加變速箱殼體的耐磨和耐腐蝕的性能，提高變速箱殼體的密封性。
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的用于制備變速箱殼體的鋁合金及其制備方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
實(shí)施例1
按照比例稱取原料，其中：9.5％的硅，2.5％的銅，0.5％的鎳，4.5％的鎂，8.5％的鋅，2.5％的錳，1.1％的鈦，2.5％的鉻，0.015％的鑭，0.002％的釔，0.015％的釤，余量為鋁。
將原料裝入容器中升溫至在775℃直至熔化，從容器的底部向熔融狀態(tài)的原料通入預(yù)熱了2min的氦氣，氦氣通入的時(shí)間為5min，并在除去反應(yīng)熔渣和浮渣后，將熔融狀態(tài)的原料靜置20min，再澆鑄到模具中，冷卻后取出，得到初制殼體；然后進(jìn)行淬火處理，在510℃下保溫10h后，進(jìn)行第一次降溫操作，2min將初制殼體的溫度降至200℃，之后在以8℃/min的降溫速度進(jìn)行第二次降溫；最后在160℃下時(shí)效處理8h，即可制得變速箱殼體。
實(shí)施例2
按照比例稱取原料，其中：12.5％的硅，3.5％的銅，0.75％的鎳，4.5％的鎂，7.5％的鋅，3.5％的錳，0.9％的鈦，1.5％的鉻，0.01％的鑭，0.004％的釔，0.01％的釤，余量為鋁。
先將鋁放入熔煉爐中升溫至775℃，在以3℃/min的升溫速度進(jìn)行升溫，直到溫度到達(dá)785℃，依次加入鉻、鈦、釔、鎳、硅、錳和釤，待上述元素全部熔化之后再加入銅、鑭、鎂和鋅，從熔煉爐的底部向熔融狀態(tài)的原料通入預(yù)熱了3min的氦氣，氦氣通入的時(shí)間為3min，并在除去反應(yīng)熔渣和浮渣后，將熔融狀態(tài)的原料靜置30min，再澆鑄到模具中，冷卻后取出，得到初制殼體；然后進(jìn)行淬火處理，在515℃下保溫8h后，進(jìn)行第一次降溫操作，5min將初制殼體的溫度降至250℃，之后在以12℃/min的降溫速度進(jìn)行第二次降溫；最后在220℃下時(shí)效處理7h，即可制得變速箱殼體。
實(shí)施例3
按照比例稱取原料，其中：10.5％的硅，3.0％的銅，0.65％的鎳，4.0％的鎂，8.0％的鋅，3.0％的錳，1.0％的鈦，2.0％的鉻，0.012％的鑭，0.003％的釔，0.012％的釤，余量為鋁。
將原料裝入容器中升溫至在780℃直至熔化，從容器的底部向熔融狀態(tài)的原料通入預(yù)熱了2.5min的氦氣，氦氣通入的時(shí)間為4min，并在除去反應(yīng)熔渣和浮渣后，將熔融狀態(tài)的原料靜置25min，再澆鑄到模具中，冷卻后取出，得到初制殼體；然后進(jìn)行淬火處理，在512℃下保溫9h后，進(jìn)行第一次降溫操作，3min將初制殼體的溫度降至220℃，之后在以10℃/min的降溫速度進(jìn)行第二次降溫；最后在190℃下時(shí)效處理7.5h，即可制得變速箱殼體。
實(shí)施例4
按照比例稱取原料，其中：11.5％的硅，2.8％的銅，0.6％的鎳，3.8％的鎂，7.8％的鋅，2.7％的錳，0.95％的鈦，1.8％的鉻，0.011％的鑭，0.003％的釔，0.011％的釤，余量為鋁。
將原料裝入容器中升溫至在778℃直至熔化，從容器的底部向熔融狀態(tài)的原料通入預(yù)熱了2min的氦氣，氦氣通入的時(shí)間為3.5min，并在除去反應(yīng)熔渣和浮渣后，將熔融狀態(tài)的原料靜置26min，再澆鑄到模具中，冷卻后取出，得到初制殼體；然后進(jìn)行淬火處理，在513℃下保溫8.5h后，進(jìn)行第一次降溫操作，4min將初制殼體的溫度降至240℃，之后在以9℃/min的降溫速度進(jìn)行第二次降溫；最后在170℃下時(shí)效處理7.2h，即可制得變速箱殼體。
實(shí)施例5
按照比例稱取原料，其中：12.0％的硅，2.7％的銅，0.67％的鎳，3.9％的鎂，8.2％的鋅，2.7％的錳，1.0％的鈦，1.9％的鉻，0.013％的鑭，0.002％的釔，0.013％的釤，余量為鋁。
將原料裝入容器中升溫至在782℃直至熔化，從容器的底部向熔融狀態(tài)的原料通入預(yù)熱了2.4min的氦氣，氦氣通入的時(shí)間為4min，并在除去反應(yīng)熔渣和浮渣后，將熔融狀態(tài)的原料靜置22min，再澆鑄到模具中，冷卻后取出，得到初制殼體；然后進(jìn)行淬火處理，在514℃下保溫9.5h后，進(jìn)行第一次降溫操作，3.5min將初制殼體的溫度降至210℃，之后在以10.5℃/min的降溫速度進(jìn)行第二次降溫；最后在210℃下時(shí)效處理7.6h，即可制得變速箱殼體。
實(shí)施例6
按照比例稱取原料，其中：10.5％的硅，3.5％的銅，0.67％的鎳，3.9％的鎂，8.2％的鋅，3.5％的錳，1.0％的鈦，1.9％的鉻，0.013％的鑭，0.002％的釔，0.013％的釤，余量為鋁。
先將鋁放入熔煉爐中升溫至775℃，在以3℃/min的升溫速度進(jìn)行升溫，直到溫度到達(dá)785℃，依次加入鉻、鈦、釔、鎳、硅、錳和釤，待上述元素全部熔化之后再加入銅、鑭、鎂和鋅，從熔煉爐的底部向熔融狀態(tài)的原料通入預(yù)熱了2.4min的氦氣，氦氣通入的時(shí)間為4min，并在除去反應(yīng)熔渣和浮渣后，將熔融狀態(tài)的原料靜置22min，再澆鑄到模具中，冷卻后取出，得到初制殼體；然后進(jìn)行淬火處理，在514℃下保溫9.5h后，進(jìn)行第一次降溫操作，3.5min將初制殼體的溫度降至210℃，之后在以10.5℃/min的降溫速度進(jìn)行第二次降溫；最后在210℃下時(shí)效處理7.6h，即可制得變速箱殼體。
比較實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3、實(shí)施例4、實(shí)施例5、實(shí)施例6和對(duì)比例1、對(duì)比例2和對(duì)比例3的導(dǎo)熱系數(shù)和抗拉強(qiáng)度。對(duì)比例1、對(duì)比例2和實(shí)施例1類似，不同之處在于，對(duì)比例1的原料中沒有添加稀土元素鑭、釔和釤，對(duì)比例2中僅添加了0.01％的鑭；對(duì)比例3和實(shí)施例1類似，不同之處在于對(duì)比例3中通入的氦氣未預(yù)熱，除雜之后沒有靜置，直接澆鑄，同時(shí)淬火工藝中也沒有采取兩次降溫操作，僅降溫了一次。根據(jù)《GB/T228-2015》的第一部分《室溫試驗(yàn)方法》和第二部分《高溫試驗(yàn)方法》測試上述9組鋁合金的力學(xué)性能；根據(jù)ASTM E 1461-07中規(guī)定的測試方法，分析上述9組鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)。結(jié)果見表1。
表1各個(gè)鋁合金殼體的抗拉強(qiáng)度和導(dǎo)熱系數(shù)
根據(jù)表1的結(jié)果可知，本發(fā)明的6組實(shí)施例的鋁合金殼體在室溫抗拉能力和高溫抗拉能力方面均強(qiáng)于對(duì)比例1、對(duì)比例2和對(duì)比例3，說明本發(fā)明的鋁合金變速箱殼體具有良好的抗裂、抗高壓、延展性等機(jī)械性能；同時(shí)本發(fā)明的6組實(shí)施例的鋁合金變速箱殼體的導(dǎo)熱系數(shù)均大于對(duì)比例1、對(duì)比例2和對(duì)比例3的導(dǎo)熱系數(shù)，說明本發(fā)明的鋁合金變速箱殼體同時(shí)添加的三種稀土元素有利于提升散熱性，澆鑄前通入預(yù)熱后的氦氣、靜置，并在淬火時(shí)采取兩次降溫也能在提升鋁合金的硬度和延展性等機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)提升鋁合金的散熱性，即可以說明本發(fā)明的鋁合金制備的變速箱殼體能夠具有更好的密封性，可以減少變速箱殼體滲漏潤滑油，延長變速箱的使用壽命。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的用于制備變速箱殼體的鋁合金及其制備方法，該用于制備變速箱殼體的鋁合金的加工性能好、比重輕、耐腐蝕性能良好，且具有良好的室溫性能和高溫性能，能夠保證變速箱殼體在使用過程中良好的抗裂性能等，同時(shí)有利于變速箱殼體的散熱性能，確保變速箱的密封性，減少變速箱漏油，減少汽車使用使?jié)櫥偷南模档推嚨氖褂贸杀静⒀娱L變速箱的使用壽命；該制備方法能夠快速、充分的除去鋁合金中的氣體和雜質(zhì)，減少制備出的鋁合金中的氣泡的數(shù)量和雜質(zhì)的含量，提升鋁合金的強(qiáng)度、抗拉性能等，同時(shí)沒有增加變速箱殼體的重量，有利于變速箱殼體的高溫力學(xué)性能和散熱性能，進(jìn)一步提升變速箱殼體的密封性，減少潤滑油滲漏的情況，延長變速箱殼體的使用壽命。
以上所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。