一种六钛酸钾晶须增强铝硅合金轮毂的制备方法

文档序号:8356046阅读:284来源:国知局
一种六钛酸钾晶须增强铝硅合金轮毂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种六钛酸钾晶须增强铝硅合金轮毂的制备方法,属于铝合金加工技术领域。
【背景技术】
[0002]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,传统铸造工艺制得的铝合金轮毂成品容易产生成分偏析,导致成品的力学性能不如人意,无法满足市场的需求。相比于传统的制备工艺,用粉末冶金工艺制备的铝合金材料,可有效地避免成分偏析,减少切削甚至无切削,提高其力学性能。然而目前市场上很少见到粉末冶金工艺制备的铝合金轮毂。

【发明内容】

[0003]本发明的目的在于提供一种六钛酸钾晶须增强铝硅合金轮毂的制备方法。
[0004]为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种六钛酸钾晶须增强铝硅合金轮毂的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照以下质量百分数的合金元素:Si10.2-12.8, Mg 0.6-1.2, Cu 0.4-0.7, Ni0.25-0.45、Mn 0.2-0.3、Zn 0.1-0.2、Mo 0.08-0.14、Te 0.04-0.06、Pr 0.03-0.05、Yb
0.02-0.04,余量为Al进行配料,将配好的炉料投入熔化炉中进行加热熔化,精炼除气,扒渣,取样分析,二次精炼除气和二次取样分析操作;
(2)将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 ;
(3 )将雾化得到的合金粉末转入球磨机内,再加入15-20wt%的改性六钛酸钾晶须进行球磨混料,球料比为3-5:1,转速为350-400r/min,正反装15_20min交替进行,混料时间为4_6h ;
(4)将混合后的粉料在390-410MPa的压力下冷等静压成坯料,脱模后用纯铝皮包套处理,然后以60-80°C /h升温至130-150°C,保温l_2h,再以40_60°C /h升温至240_260°C,保温 2-3h,再以 70-90°C /h 升温至 390-430°C,保温 4_6h,再以 30-50°C /h 升温至 530-550°C,保温5-10h后再在375-405MPa的压力下保压l_2h ;
(5)将步骤(4)得到的坯料加热在385-415°C,保温1.5-2.5h,然后轧制成厚度为50-80mm的热轧板,开轧温度为430-470°C,终轧温度为350_380°C ;
(6)将步骤(5)得到的热轧板制成圆饼状坯料,然后预热至410-440°C,用锻压机进行锻压;将锻压得到的轮毂毛坯预热至350-370°C,再用旋压机进行强力旋压成形;
(7)将旋压之后的轮毂毛坯进行热处理:先以75-95°C/h升温至170-190°C,保温4-6h,再以 90-110°C /h 升温至 380-400°C,保温 2_3h,再以 60_80°C /h 升温至 525_545°C,保温l_2h,然后以100-150 °C /h降温至245-275 °C,保温3_5h,再以80-100 °C /h升温至470-490 °C,保温l-2h,室温水淬后以70-90 °C /h升温至180-210 °C,保温8_12h,再以30-50°C /h降温至95-105°C,保温3_4h,空冷至常温,然后以40_60°C /h升温至80_90°C,保温 2-3h,再以 25-45°C /h 升温至 150-170°C,保温 5_10h ;
(8)将热处理之后的轮毂毛坯进行机加工及表面处理,即得轮毂成品。
[0005]步骤(3)所述的六钛酸钾晶须改性步骤如下:按照摩尔比1:1-1.5称取柠檬酸和六水合硝酸锌,在磁力搅拌下将柠檬酸与六水合硝酸锌分别溶于去离子水中,制成浓度分别为35%、50%的溶液,然后将六水合硝酸锌的水溶液缓慢地加入柠檬酸的水溶液中,机械搅拌4-8min,再加入相当于溶液重量35-45%的六钛酸钾晶须,机械搅拌15_25min,超声处理3-5min,抽滤,烘干,最后在640-760 °C温度下保温l_2h,再加热至980-1040 °C,保温2-3h,冷却至室温即可。
[0006]上述六钛酸钾晶须的改性处理,可以提高晶须与金属基体的润湿性,阻止界面反应的发生,从而可以显著提高铝合金材料的力学性能。
[0007]本发明的有益效果:
本发明制得的铝合金轮毂强度高,韧性高,化学稳定性优良,耐磨性好,高抗冲击,并具有良好的耐热性、耐蠕变性和抗腐蚀性,且本发明制备工艺简单易操作,能耗低,生产效率高,适合大规模化生产。
【具体实施方式】
[0008]一种六钛酸钾晶须增强铝硅合金轮毂的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照以下质量百分数的合金元素:Si10.2-12.8, Mg 0.6-1.2, Cu 0.4-0.7, Ni0.25-0.45、Mn 0.2-0.3、Zn 0.1-0.2、Mo 0.08-0.14、Te 0.04-0.06、Pr 0.03-0.05、Yb
0.02-0.04,余量为Al进行配料,将配好的炉料投入熔化炉中进行加热熔化,精炼除气,扒渣,取样分析,二次精炼除气和二次取样分析操作;
(2)将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 ;
(3 )将雾化得到的合金粉末转入球磨机内,再加入15-20wt%的改性六钛酸钾晶须进行球磨混料,球料比为4:1,转速为360r/min,正反装20min交替进行,混料时间为5h ;
(4)将混合后的粉料在400MPa的压力下冷等静压成坯料,脱模后用纯铝皮包套处理,然后以70°C /h升温至140°C,保温1.5h,再以50°C /h升温至250°C,保温3h,再以80°C /h升温至415°C,保温5h,再以40°C /h升温至540°C,保温8h后再在385MPa的压力下保压
1.5h ;
(5)将步骤(4)得到的坯料加热在395°C,保温2h,然后轧制成厚度为60_的热轧板,开轧温度为450°C,终轧温度为370°C ;
(6)将步骤(5)得到的热轧板制成圆饼状坯料,然后预热至420°C,用锻压机进行锻压;将锻压得到的轮毂毛坯预热至360°C,再用旋压机进行强力旋压成形;
(7)将旋压之后的轮毂毛坯进行热处理:先以85°C/h升温至180°C,保温5h,再以100C /h升温至390°C,保温3h,再以70°C /h升温至535°C,保温1.5h,然后以130°C /h降温至265°C,保温4h,再以90°C /h升温至480°C,保温Ih,室温水淬后以80°C /h升温至195°C,保温10h,再以40°C /h降温至95°C,保温4h,空冷至常温,然后以50°C /h升温至85°C,保温3h,再以35°C /h升温至160°C,保温8h ;
(8)将热处理之后的轮毂毛坯进行机加工及表面处理,即得轮毂成品。
[0009]步骤(3)所述的六钛酸钾晶须改性步骤如下:按照摩尔比1: 1.5称取柠檬酸和六水合硝酸锌,在磁力搅拌下将柠檬酸与六水合硝酸锌分别溶于去离子水中,制成浓度分别为35%、50%的溶液,然后将六水合硝酸锌的水溶液缓慢地加入柠檬酸的水溶液中,机械搅拌6min,再加入相当于溶液重量40%的六钛酸钾晶须,机械搅拌20min,超声处理4min,抽滤,烘干,最后在680 °C温度下保温2h,再加热至1020 °C,保温3h,冷却至室温即可。
[0010]经检测,上述制得的铝合金轮毂室温条件下的主要力学性能为:抗拉强度403MPa,屈服强度324Pa,伸长率13.9%。
【主权项】
1.一种六钛酸钾晶须增强铝硅合金轮毂的制备方法,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:Si10.2-12.8, Mg 0.6-1.2, Cu 0.4-0.7, Ni0.25-0.45、Mn 0.2-0.3、Zn 0.1-0.2、Mo 0.08-0.14、Te 0.04-0.06、Pr 0.03-0.05、Yb0.02-0.04,余量为Al进行配料,将配好的炉料投入熔化炉中进行加热熔化,精炼除气,扒渣,取样分析,二次精炼除气和二次取样分析操作; (2)将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 ; (3 )将雾化得到的合金粉末转入球磨机内,再加入15-20wt%的改性六钛酸钾晶须进行球磨混料,球料比为3-5:1,转速为350-400r/min,正反装15_20min交替进行,混料时间为4_6h ; (4)将混合后的粉料在390-410MPa的压力下冷等静压成坯料,脱模后用纯铝皮包套处理,然后以60-80°C /h升温至130-150°C,保温l_2h,再以40-60°C /h升温至240-260°C,保温 2-3h,再以 70-90°C /h 升温至 390-430°C,保温 4_6h,再以 30-50°C /h 升温至 530-550°C,保温5-10h后再在375-405MPa的压力下保压l_2h ; (5)将步骤(4)得到的坯料加热在385-415°C,保温1.5-2.5h,然后轧制成厚度为50-80mm的热轧板,开轧温度为430-470°C,终轧温度为350_380°C ; (6)将步骤(5)得到的热轧板制成圆饼状坯料,然后预热至410-440°C,用锻压机进行锻压;将锻压得到的轮毂毛坯预热至350-370°C,再用旋压机进行强力旋压成形; (7)将旋压之后的轮毂毛坯进行热处理:先以75-95°C/h升温至170-190°C,保温4-6h,再以 90-110°C /h 升温至 380-400°C,保温 2_3h,再以 60_80°C /h 升温至 525_545°C,保温l_2h,然后以100-150 °C /h降温至245-275 °C,保温3_5h,再以80-100 °C /h升温至470-490 °C,保温l-2h,室温水淬后以70-90 °C /h升温至180-210 °C,保温8_12h,再以30-500C /h降温至95-105°C,保温3_4h,空冷至常温,然后以40_60°C /h升温至80_90°C,保温 2-3h,再以 25-45°C /h 升温至 150-170°C,保温 5_10h ; (8)将热处理之后的轮毂毛坯进行机加工及表面处理,即得轮毂成品。
2.根据权利要求1所述的一种六钛酸钾晶须增强铝硅合金轮毂的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述的六钛酸钾晶须改性步骤如下:按照摩尔比1:1-1.5称取柠檬酸和六水合硝酸锌,在磁力搅拌下将柠檬酸与六水合硝酸锌分别溶于去离子水中,制成浓度分别为35%、50%的溶液,然后将六水合硝酸锌的水溶液缓慢地加入柠檬酸的水溶液中,机械搅拌4-8min,再加入相当于溶液重量35-45%的六钛酸钾晶须,机械搅拌15_25min,超声处理3-5min,抽滤,烘干,最后在640_760°C温度下保温l_2h,再加热至980-1040°C,保温2_3h,冷却至室温即可。
【专利摘要】本发明公开了一种六钛酸钾晶须增强铝硅合金轮毂的制备方法,本发明制得的铝合金轮毂由以下质量百分数的合金元素组成:Si 10.2-12.8、Mg 0.6-1.2、Cu 0.4-0.7、Ni 0.25-0.45、Mn 0.2-0.3、Zn 0.1-0.2、Mo 0.08-0.14、Te 0.04-0.06、Pr 0.03-0.05、Yb 0.02-0.04,余量为Al。本发明制得的铝合金轮毂强度高,韧性高,化学稳定性优良,耐磨性好,高抗冲击,并具有良好的耐热性、耐蠕变性和抗腐蚀性,且本发明制备工艺简单易操作,能耗低,生产效率高,适合大规模化生产。
【IPC分类】C22C1-02, B22F5-00, B22F3-24, C22C32-00, C22C21-02, C22F1-04
【公开号】CN104674076
【申请号】CN201510050274
【发明人】徐献朝, 徐奇峰
【申请人】安徽省斯特嘉汽车零部件有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月2日
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