一种铝合金脚踏板制作工艺的制作方法

本发明属于铝合金加工
技术领域：
，涉及一种铝合金脚踏板制作工艺。
背景技术：
：铝是地球上含量极丰富的金属元素，且具有高比强度和弹性模量、高电导率和高热导率，极良好的耐腐蚀性能。我国铝工业规模居世界第三，已具有年产400万吨电解铝的生产能力。铝材已成为我国仅次于钢铁的第二大金属材料，在现代国民生活中起着越来越重要的作用。对汽车而言，环保、安全成为重中之重，无论是从节能减排还是从循环经济的角度，车身轻量化都是一个成效显著的途径。乘用车车身轻量化势在必行，载货车、客车、轨道车辆车身轻量化亟待突破。铝合金是轻量化材料中应用比较成熟的材料之一，根据美国铝学会的报告，汽车上每使用0.45kg铝就可减轻车重1kg，理论上铝制汽车可以比钢制汽车减重40％左右。铝合金材料是当前汽车材料研究的热点，在合金改良、成型性、铸件的疲劳强度、结构件的可焊接性、原材料循环利用等方面；在发展低成本、稳定制造的生产工艺方面，均有待于深入研究。以前，由于价格较贵等原因限制了高强铝合金材料(过去主要用于航空航天业)在汽车工业中的应用。石油危机发生之后，为了提高燃油经济性，降低汽车自重，作为减轻汽车车身重量的替代材料，得到了迅速发展。随着国家战略“一带一路政策”的实施，交通运输设备的需求量相比于以往大幅提升。现今油罐车、机车、万吨轮船的脚踏板大多使用不锈钢等材料，由于不锈钢价格高、质量大等问题，不利于一带一路国家政策的实施。为达到汽车轻量化，节能减排等目的，本公司设计了具有优良使用性能的铝合金拉伸网来代替油罐车、机车、万吨轮船的脚踏板使用的不锈钢材料。技术实现要素：有鉴于此，本发明为了解决上述问题，提供一种铝合金脚踏板制作工艺。为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：包括如下步骤：a、按照如下重量份数比配制铝合金原料：si：0.33～0.38％、fe：≤0.2％、cu：≤0.04％、mg：0.51～0.56％、cr：≤0.05％、zn：≤0.04％、mn：≤0.04％、ti：≤0.05％、sc：≤0.01％、al：余量，各组分含量值和为100％；b、将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中熔炼为液态铝合金，将液态铝合金熔铸为铝合金铸棒；c、将熔铸后的铝合金铸棒经过预加热后送入铝合金挤压机的模具中挤压成型，得到铝合金板材，其中铝合金铸棒挤压过程中模具温度为445～455℃，铝合金铸棒在模具中的挤压速度为10～12m/min，挤压成型时铝合金板材表面温度为520～530℃；d、将铝合金挤压机的内部加入压花装置，通过压花装置上的压花辊对挤压过后的铝合金板材表面施加压力，使得铝合金板材的表面产生横向纹路，将通过压花辊压花过后的铝合金板材进行风冷，使得铝合金板材达到所需的固溶度，保证铝合金板材的力学性能，其中风冷的冷却速率控制在1.50～2.48℃/s；e、对风冷后的铝合金板材进行拉伸矫直，即对风冷后的铝合金板材施加长度方向上的载荷，使得铝合金板材在长度方向的变形量为0.7～1.0％，载荷保持15～30s后卸载；f、将拉伸矫直后的铝合金板材在30～36h之内进行预拉网；g、将铝合金板材表面进行冲孔处理；h、将冲孔处理后的铝合金板材固定在拉网工装上进行拉网，铝合金板材的拉网速度为6mm/s；i、将拉网后的铝合金板材进行时效热处理，时效温度为150～200℃，时效时间为2～7h。进一步，步骤a中铝合金原料的组分以及质量分数比分别为：si：0.33～0.38％、fe：0.2％、cu：0.04％、mg：0.51～0.56％、cr：0.05％、zn：0.04％、mn：0.04％、ti：0.05％、sc：0.01％、al：余量，各组分含量值和为100％。进一步，步骤b中铝合金原料熔铸过程中铝合金原料边熔融边去除熔体中的杂渣和气体。进一步，步骤c中铝合金铸棒预加热温度为150～300℃，预加热时间为10～20min。进一步，步骤g中铝合金板材冲孔的尺寸为长105mm、宽4.5mm。进一步，步骤h中拉网前铝合金板材的尺寸为236mm*6270mm，拉网后铝合金板材尺寸为600mm*6000mm。进一步，步骤i中拉网后的铝合金板材时效热处理的时效温度为185℃，时效时间为5h。本发明的有益效果在于：1、本发明的铝合金脚踏板制作工艺，通过设计铝合金挤压机中的模具，使得铝合金铸棒通过铝合金挤压机中模具挤压出的铝合金板材端面呈锯齿状；然后改变挤压机的内部结构，在铝合金挤压机的模具出口处添加一压花装置，通过压花装置上的压花辊对挤压过后的铝合金板材表面施加压力，使得铝合金板材的表面产生横向纹路；其中压花装置上的压花是指在铝合金板材表面压上一道道横向纹路，与挤出机模具挤出的铝合金板材表面具有的纵向纹路相配合形成具有横向与纵向相互交替的纹路，其目的是增大铝合金板材表面的摩擦力。再对压花过后的铝合金板材进行风冷、拉伸矫直、冲孔、拉网、时效等工艺流程。压花装置由压花辊、气缸、plc控制系统组成，由于刚挤压成型的铝合金板材温度较高，所以压花较为容易，并且相应的对铝合金板材的配料、挤压工艺进行改进，最后对拉伸矫直后的铝合金板材进行冲孔、拉网工艺制成铝合金网状脚踏板。2、通过本发明的铝合金脚踏板制作工艺制备的铝合金拉网板材可良好的应用在车辆的脚踏板上，代替不锈钢，减轻重量，降低成本，安全性能高。3、本发明的铝合金脚踏板制作工艺中将铝合金板材通过在挤压模具出口处对挤出后的铝合金板材进行压花代替以往对加工好的铝合金板材先加热，再进行压花的工艺流程，提高了工作效率，节省了能源。此外该铝合金网状脚踏板还可根据应用领域的不同，控制拉网幅度大小，使其应用在围栏、护栏等地方。附图说明为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：图1为实施例中拉网后的铝合金板材结构示意图；图2为实施例中挤压机挤出后的铝合金板材挤出断面的结构示意图；图3为实施例中压花辊的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。实施例1：一种铝合金脚踏板制作工艺，包括如下步骤：a、配料：铝合金板材各元素质量百分数配比如下：元素sifecumgcrznmntiscal含量0.330.200.040.510.050.040.040.050.01余量b、熔铸：将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中熔炼为液态铝合金，在熔化后的液态铝合金中加入适量的精炼剂，将精炼后的液态铝合金熔铸为铝合金铸棒，铝合金原料边熔融边去除熔体中的杂渣和气体；c、挤压成型：将熔铸后的铝合金铸棒经过预加热后送入铝合金挤压机的模具中挤压成型，得到铝合金板材，其中铝合金铸棒预加热温度为150℃，预加热时间为10min，铝合金铸棒挤压过程中模具温度为445℃，铝合金铸棒在模具中的挤压速度为12m/min，挤压成型时铝合金板材表面温度为520℃；d、压花：将铝合金挤压机的内部加入压花装置，通过压花装置上的压花辊对挤压过后的铝合金板材表面施加压力，使得铝合金板材的表面产生横向纹路，将通过压花辊压花过后的铝合金板材进行风冷，使得铝合金板材达到所需的固溶度，保证铝合金板材的力学性能，其中风冷的冷却速率控制在1.50℃/s；e、拉伸矫直：对风冷后的铝合金板材进行拉伸矫直，即对风冷后的铝合金板材施加长度方向上的载荷，使得铝合金板材在长度方向的变形量为0.7％，载荷保持15s后卸载；f、转序：将拉伸矫直后的铝合金板材在36h之内进行预拉网，避免型材停放时间过久发生自然时效，影响后续的拉网加工；g、冲孔：将铝合金板材表面进行冲孔处理，冲孔的尺寸为长105mm、宽4.5mm；h、拉网：将冲孔处理后的铝合金板材固定在拉网工装上进行拉网，铝合金板材的拉网速度为6mm/s，拉网前铝合金板材的尺寸为236mm*6270mm，拉网后铝合金板材尺寸为600mm*6000mm；i、时效热处理：将拉网后的铝合金板材进行时效热处理，时效温度为150℃，时效时间为2h。实施例2：一种铝合金脚踏板制作工艺，包括如下步骤：a、配料：铝合金板材各元素质量百分数配比如下：元素sifecumgcrznmntiscal含量0.380.200.040.560.050.040.040.050.01余量b、熔铸：将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中熔炼为液态铝合金，在熔化后的液态铝合金中加入适量的精炼剂，将精炼后的液态铝合金熔铸为铝合金铸棒，铝合金原料边熔融边去除熔体中的杂渣和气体；c、挤压成型：将熔铸后的铝合金铸棒经过预加热后送入铝合金挤压机的模具中挤压成型，得到铝合金板材，其中铝合金铸棒预加热温度为300℃，预加热时间为20min，铝合金铸棒挤压过程中模具温度为455℃，铝合金铸棒在模具中的挤压速度为12m/min，挤压成型时铝合金板材表面温度为530℃；d、压花：将铝合金挤压机的内部加入压花装置，通过压花装置上的压花辊对挤压过后的铝合金板材表面施加压力，使得铝合金板材的表面产生横向纹路，将通过压花辊压花过后的铝合金板材进行风冷，使得铝合金板材达到所需的固溶度，保证铝合金板材的力学性能，其中风冷的冷却速率控制在2.48℃/s；e、拉伸矫直：对风冷后的铝合金板材进行拉伸矫直，即对风冷后的铝合金板材施加长度方向上的载荷，使得铝合金板材在长度方向的变形量为1.0％，载荷保持30s后卸载；f、转序：将拉伸矫直后的铝合金板材在36h之内进行预拉网，避免型材停放时间过久发生自然时效，影响后续的拉网加工；g、冲孔：将铝合金板材表面进行冲孔处理，冲孔的尺寸为长105mm、宽4.5mm；h、拉网：将冲孔处理后的铝合金板材固定在拉网工装上进行拉网，铝合金板材的拉网速度为6mm/s，拉网前铝合金板材的尺寸为236mm*6270mm，拉网后铝合金板材尺寸为600mm*6000mm；i、时效热处理：将拉网后的铝合金板材进行时效热处理，时效温度为200℃，时效时间为7h。实施例3：实施例3与实施例1的区别在于步骤i中拉网后的铝合金板材时效热处理的时效温度为185℃，时效时间为5h。对比例：对比例与实施例3的区别在于，将步骤c挤压成型后的铝合金板材时效热处理后，得到铝合金板材成品。将成品的铝合金板材先加热再通过压花装置进行压花。指标测评：对实施例1～3和对比例得到的铝合金网状脚踏板进行指标测评，测评结果如表一：表一由此可见，本发明的处理工艺非常优秀，通过设计铝合金挤压机中的模具，使得铝合金铸棒通过铝合金挤压机中模具挤压出的铝合金板材端面呈纵向的锯齿状；铝合金挤压机的模具出口处压花装置上的压花辊对挤压过后的铝合金板材表面施加压力，使得铝合金板材的表面产生横向纹路，铝合金板材表面的纵向纹路与横向纹路相互交替，使得最终制备的铝合金网状脚踏板表面的摩擦力增大。且由于挤压后的铝合金板材表面有一定的温度，相对于传统将铝合金板材成品预热再压花的工艺，本专利的铝合金板材压花更加省力，大大提高了铝合金网状脚踏板的加工效率，也节省了30％左右的能源。最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。当前第1页12