一种轿车保险杠用铝合金型材的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种轿车保险杠用铝合金型材的制备方法，该铝合金型材各元素组成的质量百分比为：Zn5.2-6.8、Mg2.4-3.2、Mn1.1-1.7、Cr0.4-0.8、Si0.2-0.5、Fe0.1-0.3、Cu0.05-0.15、Ni0.3-0.6、Mo0.25-0.45、Nb0.15-0.25、Ti0.05-0.1、Zr0.04-0.08、In0.03-0.06、Pm0.02-0.04、Dy0.01-0.03，余量为Al。本发明制得的铝合金型材综合力学性能优异，具有较高的抗拉强度，韧性好，热稳定性好，抗疲劳性好，耐磨性好，具有良好的加工和成型性能；可以用于制作高级轿车保险杠，安全系数高，经久耐用。
【专利说明】一种轿车保险杠用铝合金型材的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轿车保险杠用铝合金型材的制备方法，属于铝合金材料加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，因其密度低，强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，具有优良的导电性、导热性、抗蚀性等性能，可加工成各种型材，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面。
[0003]目前国内的一些轿车铝合金保险杠抗拉强度低，无法达到国际水平，导致轿车安全系数较低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种具有较高的抗拉强度的轿车保险杠用铝合金型材的制备方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案:
一种轿车保险杠用铝合金型材的制备方法，包括以下步骤:
(1)按照元素质量百分数满足下列要求:Zn5.2-6.8、Mg 2.4-3.2, Mn 1.1-1.7、Cr 0.4-0.8、Si 0.2-0.5、Fe 0.1-0.3、Cu 0.05- 0.15、Ni 0.3-0.6、Mo 0.25- 0.45、Nb0.15-0.25、Ti 0.05-0.1、Zr 0.04- 0.08、In 0.03-0.06、Pm 0.02-0.04、Dy 0.01-0.03，余量为Al进行配料，将炉料投入熔炼炉在745-765°C下进行熔炼，加待炉料全部熔化，搅拌25-35min,检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为720-740°C，精炼时间为15-25min，扒渣后静置20_30min，再调整温度至715_735°C，铝液中通60%Ar+40%C0多元混合气体除气精炼15-25min，气体压力为0.18-0.24atm,气体流量为1.6-2.2 m3/min,静置25-30min，使氧化渣充分上浮，扒渣后开始浇铸；
(2)采用金属型水冷半连续铸造技术，铝液出炉温度为705-725°C，铸造温度为690-7100C ,铸造速度为90-110 mm/min,冷却水压为0.3_0.4MPa，冷却水进水口温度不高于25°C，出水口水温不高于45°C ；
(3)将铸坯进行均匀化处理:先以160-220°C/h升温至380-420°C，保温4-6h，再以100-150°C /h降温至160-190°C，保温l_2h，然后放入0_5°C冰盐水中冷却至50°C以下，取出型材以200-250°C /h升温至460-490°C，保温5_8h，强风风冷至220_240°C，保温2_3h，然后以 100-150°C /h 升温至 480-510°C，保温 8-12h，再以 80_120°C /h 降温至 280_320°C，保温3-5h，再以50-70°C /h降温至150-180°C，保温l_2h，空冷至室温；
(4)将均匀化处理后的铸锭加热至455-475°C，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为430-460°C，挤压筒预热温度420-440°C，挤压速率为15_20m/min ； (5)上述挤压出来的铝合金型材采用在线风冷或水雾冷却淬火，在线淬火后进行时效处理:先以 85-95°C /h 升温至 175-195°C，保温 5_10h，再以 40_50°C /h 降温至 70_90°C，保温12-18h，再以30-40°C /h升温至160-180°C，保温8-12h，空冷至室温后以50-60°C /h升温至95-105°C，保温10-15h，再以30_40°C /h升温至170_190°C，保温5_10h，空冷至室温后以95-105°C /h升温至190-210°C，保温4_8h，再以50_60°C /h降温至80_100°C，保温10-15h，空冷至室温，经表面处理、精整、检查验收、包装即得成品。
[0006]所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量份的原料:氯化镁10-15、氯化钾15-20、高炉矿渣4-8、火山灰5-10、萤石3_6、苦菱土 4_8、废砖粉3_6、石墨粉2_5、白云石8-12、硫化锰2-3、纳米氧化铝2-3、乙烯基三乙氧基硅烷0.5_1、三乙醇胺1_2 ；b.将萤石、苦菱土、白云石混合均匀，730-760°C煅烧2-3h，冷却至室温后放入浓度为15-20%的盐酸溶液中浸泡l_2h，取出用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1200-1250°C煅烧l_2h，冷却至室温，粉碎，过100-150目筛与高炉矿渣、火山灰、废砖粉、石墨粉混合均匀，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷和三乙醇胺，2000-3000rpm高速研磨10_15min，待用；c.将氯化镁和氯化钾混合均匀，加热至780-81 (TC，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌20-30min,喷射造粒，即得精炼剂。
[0007]本发明的有益效果:
本发明制得的铝合金型材综合力学性能优异，具有较高的抗拉强度，韧性好，热稳定性好，抗疲劳性好，耐磨性好，具有良好的加工和成型性能；可以用于制作高级轿车保险杠，安全系数高，经久耐用。
【具体实施方式】
[0008]一种轿车保险杠用铝合金型材的制备方法，包括以下步骤:
(1)按照元素质量百分数满足下列要求:Zn5.2-6.8、Mg 2.4-3.2, Mn 1.1-1.7、Cr 0.4-0.8、Si 0.2-0.5、Fe 0.1-0.3、Cu 0.05- 0.15、Ni 0.3-0.6、Mo 0.25- 0.45、Nb
0.15-0.25,Ti 0.05-0.UZr 0.04- 0.08, In 0.03-0.06,Pm 0.02-0.04,Dy 0.01-0.03，余量为Al进行配料，将炉料投入熔炼`炉在755°C下进行熔炼，加待炉料全部熔化，搅拌30min，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为730°C，精炼时间为20min，扒渣后静置25min，再调整温度至720°C，铝液中通60%Ar+40%C0多元混合气体除气精炼20min，气体压力为0.22atm,气体流量为2.0 m3/min，静置25min，使氧化渣充分上浮，扒渣后开始浇铸；
(2)采用金属型水冷半连续铸造技术，铝液出炉温度为710V，铸造温度为695°C，铸造速度为110 mm/min,冷却水压为0.3MPa，冷却水进水口温度不高于25°C，出水口水温不高于45°C ；
(3)将铸坯进行均匀化处理:先以220°C/h升温至420°C，保温4h，再以150°C /h降温至180°C，保温lh，然后放入3°C冰盐水中冷却至50°C以下，取出型材以250°C /h升温至4850C，保温6h，强风风冷至240°C，保温2h，然后以150°C /h升温至510°C，保温8h，再以1200C /h降温至280°C，保温4h，再以60°C /h降温至170°C，保温Ih，空冷至室温；
(4)将均匀化处理后的铸锭加热至460°C，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为445°C，挤压筒预热温度430°C，挤压速率为18m/min ；
(5)上述挤压出来的铝合金型材采用在线风冷或水雾冷却淬火，在线淬火后进行时效处理:先以90°C /h升温至185°C，保温8h，再以45°C /h降温至80°C，保温16h，再以35°C /h升温至165°C，保温12h，空冷至室温后以55°C /h升温至105°C，保温10h，再以30°C /h升温至180°C，保温10h，空冷至室温后以100°C /h升温至205°C，保温6h，再以60°C /h降温至90°C，保温12h，空冷至室温，经表面处理、精整、检查验收、包装即得成品。
[0009]所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量(kg)的原料:氯化镁10、氯化钾15、高炉矿渣5、火山灰7、萤石4、苦菱土 5、废砖粉4、石墨粉3、白云石10、硫化锰2、纳米氧化铝2、乙烯基三乙氧基硅烷0.5、三乙醇胺I ;b.将萤石、苦菱土、白云石混合均匀，740°C煅烧3h，冷却至室温后放入浓度为15%的盐酸溶液中浸泡2h，取出用蒸馏水洗涤至中性，烘干，12250°C煅烧2h，冷却至室温，粉碎，过150目筛与高炉矿渣、火山灰、废砖粉、石墨粉混合均匀，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷和三乙醇胺，3000rpm高速研磨lOmin，待用；c.将氯化镁和氯化钾混合均匀，加热至790°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌20min，喷射造粒，即得精炼剂。
[0010]所得的铝合金 型材经检验力学性能为:抗拉强度451Mpa，屈服强度为336Mpa，伸长率为17.4%。
【权利要求】
1.一种轿车保险杠用铝合金型材的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)按照元素质量百分数满足下列要求:Zn5.2-6.8、Mg 2.4-3.2, Mn 1.1-1.7、Cr 0.4-0.8、Si 0.2-0.5、Fe 0.1-0.3、Cu 0.05- 0.15、Ni 0.3-0.6、Mo 0.25- 0.45、Nb0.15-0.25、Ti 0.05-0.1、Zr 0.04- 0.08、In 0.03-0.06、Pm 0.02-0.04、Dy 0.01-0.03，余量为Al进行配料，将炉料投入熔炼炉在745-765°C下进行熔炼，加待炉料全部熔化，搅拌25-35min,检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为720-740°C，精炼时间为15-25min，扒渣后静置20_30min，再调整温度至715_735°C，铝液中通60%Ar+40%C0多元混合气体除气精炼15-25min，气体压力为0.18-0.24atm,气体流量为1.6-2.2 m3/min,静置25-30min，使氧化渣充分上浮，扒渣后开始浇铸； (2)采用金属型水冷半连续铸造技术，铝液出炉温度为705-725°C，铸造温度为690-7100C，铸造速度为90-110 mm/min,冷却水压为0.3-0.4MPa，冷却水进水口温度不高于25°C，出水口水温不高于45°C ； (3)将铸坯进行均匀化处理:先以160-220°C/h升温至380-420°C，保温4-6h，再以100-150°C /h降温至160-190°C，保温l_2h，然后放入0_5°C冰盐水中冷却至50°C以下，取出型材以200-250°C /h升温至460-490°C，保温5_8h，强风风冷至220_240°C，保温2_3h，然后以 100-150°C /h 升温至 480-510°C，保温 8-12h，再以 80_120°C /h 降温至 280_320°C，保温3-5h，再以50-70° C /h降温至150-180°C，保温l_2h，空冷至室温； (4)将均匀化处理后的铸锭加热至455-475°C，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为430-460°C，挤压筒预热温度420-440°C，挤压速率为15_20m/min ； (5)上述挤压出来的铝合金型材采用在线风冷或水雾冷却淬火，在线淬火后进行时效处理:先以 85-95°C /h 升温至 175-195°C，保温 5_10h，再以 40_50°C /h 降温至 70_90°C，保温12-18h，再以30-40°C /h升温至160-180°C，保温8-12h，空冷至室温后以50_60°C /h升温至95-105°C，保温10-15h，再以30_40°C /h升温至170_190°C，保温5_10h，空冷至室温后以95-105°C /h升温至190-210°C，保温4_8h，再以50_60°C /h降温至80_100°C，保温10-15h，空冷至室温，经表面处理、精整、检查验收、包装即得成品。
2.根据权利要求1所述的轿车保险杠用铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量份的原料:氯化镁10-15、氯化钾15-20、高炉矿渣4-8、火山灰5-10、萤石3-6、苦菱土 4-8、废砖粉3_6、石墨粉2_5、白云石8_12、硫化锰2_3、纳米氧化铝2-3、乙烯基三乙氧基硅烷0.5-1、三乙醇胺1-2 ；b.将萤石、苦菱土、白云石混合均匀，730-760°C煅烧2-3h，冷却至室温后放入浓度为15-20%的盐酸溶液中浸泡l_2h，取出用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1200-1250°C煅烧l_2h，冷却至室温，粉碎，过100-150目筛与高炉矿渣、火山灰、废砖粉、石墨粉混合均匀，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷和三乙醇胺,2000-3000rpm高速研磨10_15min,待用；c.将氯化镁和氯化钾混合均匀，加热至780-810°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌20-30min，喷射造粒，即得精炼剂。
【文档编号】B22D11/16GK103710594SQ201310688381
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】吴贤春 申请人:芜湖万润机械有限责任公司