一种汽车安全零部件用变质铸造铝合金的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属有色金属材料制备技术和变质处理工艺领域，特别涉及一种汽车安全零 部件用变质铝合金的制备方法。
【背景技术】
[0002] 金属组织细化是提高金属材料各项机械性能的方法途径之一，也是不牺牲材料强 度指标的如提下提_材料塑性指标的唯一途径。、
[0003] 通过检索，只发现如下两篇涉及本专利申请的公开专利文献：
[0004] 1、一种大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理工艺（CN101148744)，其特征在 于，由以下步骤组成：对大直径铸造铝合金液力偶合器叶轮热处理前准备，将大直径铸造铝 合金液力偶合器叶轮热放入低于350°C的固熔加热炉内进行固溶处理，并随炉阶梯升温，热 处理温度为530°C - 540°C，保温4 一 9小时；固溶后用60~100°C清水冷却；对大直径铸 造铝合金液力偶合器叶轮热的时效处理，本发明的优点是可以热处理直径lm至1. 5m的大 直径铸造铝合金液力偶合器叶轮，提高大直叶轮生产合格率。
[0005] 2、高精铝合金液炉外精炼用耐火浇注料（CN101475389)，由骨料、粉料和外加剂组 成。骨料由高铝矾土熟料、亚白刚玉组成；粉料由a _A1203、亚白刚玉粉、CA7(I纯铝酸钙水泥、 钛白粉、硫酸钡组成。外加剂由六偏磷酸钠和水组成。本发明克服了现有技术高温下会与 错合金液粘结，并会将耐火材料中的娃、铁等杂质释放到错合金液中的问题。可确保商精错 合金液炉外精炼中耐火内衬不开裂、不增硅、不增铁、不粘铝，价格较便宜，使用方便，适应 范围大。
[0006] 通过技术对比，上述两篇对比文献与本专利申请有本质的不同。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐热、耐磨、抗疲劳的汽车安全 零部件用变质铝合金的制备方法。
[0008] 本发明实现目的的技术方案是：
[0009] -种汽车安全零部件用变质铝合金的制备方法，包括细化变质母铝合金液的制备 及新型细化变质亚共晶铝合金材料的制备，具体步骤是：
[0010] A、A1+Sb+Ti细化变质母铝合金液的制备方法：
[0011] ⑴按母铝合金液中元素质量百分比Ti :4~6%、Sb :4~6%、A1 :88~92%分别称 取钛剂、金属锑、重熔铝锭；
[0012] ⑵按总投料的0.3~0.5%称取ST-1熔剂，按总投料的0.3~0.5%称取ST-1S覆 盖剂，按总投料的〇. 1~〇. 2%称取ST无钠精炼剂；
[0013] ⑶将步骤⑴步骤⑵中的所有原材料放入温度200-250°C的恒温余热干燥炉中干燥 3~4小时；
[0014] ⑷将步骤⑶中完全干燥的ST-1熔剂均匀铺散在熔化炉的炉底，再放入自恒温余 热干燥炉中干燥后取出的重熔铝锭；
[0015] (5)熔化炉点火升温，点火2h~3h炉内的重熔铝锭全部熔化，在铝熔体表面均匀撒 上步骤⑶中完全干燥的50%的ST-1S覆盖剂；继续升温至900~1000°C，加入步骤⑶中完全 干燥的金属锑、钛剂并在900~1000°C的条件下保温1. 5~2h至金属锑和钛剂完全熔化；
[0016] (6)关掉熔化炉的燃气开关，充分搅拌6~8min，测量母铝的熔体温度在750~ 800°C的条件下保温20~25min促进母铝熔体的合金化；
[0017] (7)将步骤⑶中完全干燥的ST无钠精炼剂的50%撒入母铝熔体内进行充分搅拌，测 量母铝熔体温度，母铝熔体温度在710~750°C范围内，将剩余的50%ST无钠精炼剂放入自 动喷粉机中，以惰性气体氩气为载体将ST无钠精炼剂均匀的喷入母铝熔体内进行精炼，氩 气喷入的时间在5~8min，取样测定母错合金的成分；
[0018] ⑶在步骤(7)中精炼好的母铝熔体表面上均匀撒上剩余的完全干燥的50%的ST-1S 覆盖剂，由此制成母铝合金液，并在700~730°C下保温备用；
[0019] B、新型细化变质亚共晶铝合金材料的制备方法：
[0020] ⑴按新型细化变质亚共晶铝合金材料中元素质量百分比的要求计算出成分配比 为 Si :4. 5 ~7. 5%、Mg :0? 10 ~0? 35%、A1 :87. 2 ~93. 7% 及母铝合金液：1. 7 ~5. 0%，按以 上比例分别称取金属硅、金属镁、重熔铝锭及母铝合金液；
[0021] ⑵按总投料的〇? 1~〇? 2%称取ST无钠精炼剂；
[0022] ⑶将步骤⑴、步骤⑵中的金属硅、金属镁、重熔铝锭和ST无钠精炼剂放入温度 200-250°C的恒温余热干燥炉中干燥3~4h ;
[0023] ⑷将步骤⑶中完全干燥的金属硅放入蓄热熔化炉的炉体底部，上面将步骤⑶中完 全干燥的重熔铝锭码放整齐；
[0024] (5)蓄热熔化炉点火升温，点火4h~5h炉内的重熔铝锭和工业硅全部熔化，加入母 铝合金液，充分搅拌6~8min，继续升温至铝合金熔体的温度在770~800°C的范围内；
[0025] (6)关掉熔化炉的燃气开关，将经步骤⑶干燥处理的金属镁压入铝合金熔体内部 3~5min至金属镁全部烙化，迅速搅拌4~5min ;
[0026] (7)取样检测合金成分；
[0027] (8)测量铝合金熔体温度，在铝合金熔体温度730~750°C范围内将步骤⑶中完全 干燥的ST无钠精炼剂的50%撒入铝合金熔体内进行充分搅拌，将剩余的50%ST无钠精炼剂 放入自动喷粉机中，以惰性气体氩气为载体将ST无钠精炼剂均匀的喷入铝合金熔体内进 行精炼，氩气喷入的时间控制在10~15min，进行打渣，打渣后静置；
[0028] ⑶在铝合金熔液温度降至690~710°C时出炉。
[0029] 而且，所述惰性气体均为氩气。
[0030] 本发明的优点和有益效果为：
[0031]本合金材料具有高温耐磨、高温抗疲劳、高强高韧等优点，用于制造汽车后制动 钳、制动主缸、转向壳体等汽车安全零部件，大大提高了其使用寿命和安全系数。在对新型 细化变质亚共晶铝合金材料热处理后检测其力学性能，接近高强度铝合金的标准(抗拉强 度彡400MPa)，而延伸率和屈服强度远远优于高强度硬质铝合金。
【附图说明】
[0032] 图1为本发明对比实验结果图。
【具体实施方式】
[0033] 下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限 定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0034] 一种汽车安全零部件用变质铝合金的制备方法，包括细化变质母铝合金液的制备 及新型细化变质亚共晶铝合金材料的制备，下面分别叙述：
[0035] -、Al+Sb+Ti细化变质母铝合金液的制备，共提供两个实施例：
[0036] 实施例1 :
[0037] 按Ti :4~5%、Sb :4~5%、A1 :90~92%制备母铝合金液
[0038] ⑴按母铝合金液中元素质量百分比Ti :4~5%、Sb :4~5%、A1 :90~92%分别称 取钛剂(含Ti量75%) 120Kg，金属锑90Kg，重熔铝锭1790Kg ;
[0039] ⑵按总投料的0. 3~0. 5%称取ST-1熔剂，按总投料的0. 3~0. 5%称取ST-1S覆 盖剂，按总投料的〇. 1~〇. 2%称取ST无钠精炼剂；
[0040] ⑶将步骤⑴步骤⑵中的所有原材料放入温度200-250°C的恒温余热干燥炉中干燥 3~4小时；
[0041] ⑷将步骤⑶中完全干燥的ST-1熔剂均匀铺散在熔化炉的炉底，再放入在恒温余 热干燥炉中干燥后取出的重熔铝锭；
[0042] (5)熔化炉点火升温，点火2h~3h炉内的重熔铝锭全部熔化，在铝熔体表面均匀撒 上步骤⑶中完全干燥的50%的ST-1S覆盖剂。继续升温至900~1000°C，加入步骤⑶中完 全干燥的金属锑、钛剂并在900~1000°C的条件下保温1. 5~2h至金属锑和钛剂完全熔 化；
[0043] (6)关掉熔化炉的燃气开关，充分搅拌6~8min测量母铝的熔体温度在750~ 800°C的条件下保温20~25min促进母铝的熔体的合金化；
[0044] (7)精炼除气。将步骤⑶中完全干燥的ST无钠精炼剂的50%撒入母铝熔体内进行 充分搅拌，测量母铝的熔体温度，母铝的熔体温度在710~750°C范围内，将剩余的50%ST无 钠精炼剂放入自动喷粉机中，以惰性气体氩气为载体将ST无钠精炼剂均匀的喷入母铝熔 体内进行精炼，氦气喷入的时间在5~8min。
[0045] (8)取样测定母铝合金的成分，成分结果：Ti :4. 52%、Sb :4. 51%、A1 :余量
[0046] (9)在步骤(7)中精炼好的母铝熔体表面上均匀的撒上剩余的步骤⑶中完全干燥的 50%的ST-1S覆盖剂，并在700~730°C下保温备用。
[0047] 实施例2
[0048] 按Ti :5~6%、Sb :5~6%、A1 :88~90%制备母铝合金液
[0049] 本实施方式与实施例1不同的是：步骤⑴中所述母铝合金液按元素质量百分比 Ti :5~6%、Sb :5~6%、A1 :88~90%分别称取钛剂(含Ti量75%) 147Kg，金属锑llOKg，重 熔铝锭1743Kg ;步骤(8)测定母液成分为：Ti :5. 52%、Sb :5. 51%、A1 :余量。
[0050] 其它与实施例1相同。
[0051] 二、新型细化变质亚共晶铝合金材料的制备，共提供四个实施例。其中实施例1及 实施例2采用Al+Sb+Ti细化变质母铝合金液的实施例1所制备的母铝合金液；实施例3及 实施例4采用Al+Sb+Ti细化变质母铝合金液实施例2所制备的母铝合金液。
[0052] 实施例1 :
[0053] 按51:4.5~5.5%、]\%:0.1~0.3%、母铝合金液(步骤1中的实施例