汽车弯管用合金材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车零部件制备技术领域，具体涉及一种汽车弯管用合金材料、以及 该汽车弯管用合金材料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 汽车弯管(异型管件)是汽车的重要零部件，目前汽车弯管使用的合金材料一般是 铁金属或铝合金。该材质的汽车弯管弯折性能不好，在弯折45-90度后容易断裂，且在外力 作用下（如拉伸、冲击等)仅很小的变形便容易发生开裂、破损等情况，强度、脆性都有待改 进。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是克服以上现有技术问题的不足，提供一种汽车弯管 用合金材料，以及该汽车弯管用合金材料的制备方法。
[0004] 本发明所采用的技术方案为：
[0005] -种汽车弯管用合金材料，该合金材料由以下重量百分比的各组分制备而成：铋 (Bi)10-30%、铅(Pb)40-50%、锡（Sn)20-25%、镉（Cd)10-15%。
[0006] 作为优选，上述合金材料的制备组分还可以包括:铜0-0.5%、铝0-0.5%。
[0007]上述汽车弯管用合金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008] (1)称取以上重量配方的各原料，密封保存备用；
[0009] (2)使用熔炼炉进行熔炼，开启熔炼炉，设置炉内温度为600-650°C;
[0010] (3)在熔炼炉内的坩埚中加入原料，搅拌均匀，进行熔炼；
[0011] (4)待熔炼炉内温度升至290-310°C时，向熔炼炉内通入氩气，使熔炼炉内气体为 氩气气；
[0012] (5)待熔炼炉内温度达到350-370°C时开始计时，加热10_18min后，取出坩埚进行 搅拌均匀(此时原料基本熔化），放回，再加热l〇_16min后，再取出坩埚进行搅拌均匀(此时 原料充分熔化），放回，再保温20-25min;
[0013] (6)将熔化状态的合金浇注到容器，自然冷却。
[0014]所述步骤(3)中原料的加入顺序为先倒入铅，再倒入其他组分。
[0015] 所述步骤(5)中保温20-25min结束后还需取出坩埚刮去液体表面杂质。
[0016]本发明所选取的各金属基本特性如下所示：
[0018]铋不与氧气或水反应，在空气中稳定，加热到熔点以上时能燃烧。
[0019] 铅在加热下，能很快与氧、硫、卤素化合。
[0020] 锡于常温下，在空气中不受氧化，强热，则变为二氧化锡。
[0021] 各原料熔点不高，故熔炼温度选择以上方案。又因为铋、铅、锡在加热条件下不稳 定，所以要添加氩气保护。整个反应过程都在氩气保护下进行的，为防止合金在高温测量过 程中氧化。
[0022]与现有技术相比，本发明具有以下显著优点和有益效果:本发明通过对材料配方 的合理选择以及对制备工艺的改进，有效解决了目前汽车弯管用合金材料脆性大、易裂的 现有缺陷，得到的汽车弯管用合金材料弯曲抗拉强度大，延伸率高，韧性好，不易开裂，能充 分满足汽车部件高磨损、高冲击力的使用特性对材料的各方面需求，特别是抗易裂的特殊 需求，使用寿命长，适用于汽车行业推广使用。
【具体实施方式】
[0023]以下结合实施例对本发明作进一步具体描述。应该指出，以下具体说明都是例示 性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有说明，本发明使用的所有科学和技术术语 具有与本发明所属技术领域人员通常理解的相同含义。
[0024] 实施例1:
[0025] 1、原材料的选择
[0026] 原材料选用高纯铅、镉、铋、锡金属，材料成分执行标准如下所示。
[0027] 铋成分执行标准:GB/T915-2001
[0028]
[0029] 锡成分执行标准:GT/T728-1998
[0030]
[0031] 铅成分执行标准:GB/T469-2005
[0032]
[0033] 镉成分执行标准:YS/T72-2005
[0034]
[0035] 2、本实施例汽车弯管用合金材料由以下重量百分比的各组分制备而成：铋(Bi) 26%、铅(Pb)40%、锡（Sn)21 %、镉（Cd)13%。
[0036] 制备方法如下：
[0037] (1)快速称取以上重量百分比的各组分，操作过程中应尽量减少空气与原材料接 触时间，避免氧化，原料用密封罐储存，备用。
[0038] (2)开启熔炼炉，设置炉内温度为620°C。
[0039] (3)在熔炼炉内的坩埚中先倒入铅，再倒入其他组分，搅拌均匀，进行熔炼。
[0040] (4)待熔炼炉温度升至300°C左右时，向熔炼炉内通入氩气，使熔炼炉内气体为氩 气。
[0041 ] (5)待熔炼炉温度达到360°C时开始计时，加热16min后，取出坩埚进行搅拌3-5min (此时原料基本熔化），放回，再加热14min后，再取出坩埚进行搅拌3-5min(此时原料充分熔 化），放回，再保温25min，取出坩埚刮去液体表面杂质。注意取出搅拌时最好也是在氩气气 氛中；搅拌时要平稳，不要激起太大波浪，以防破坏氧化膜并将其卷入熔体内部，搅拌要彻 底、不能有死角;熔炼过程中如果出现渣滓必须扒除，以免重新进入熔体带来杂质。
[0042] (6)将熔化状态的合金浇注到容器，自然冷却。
[0043] 实施例2:
[0044]原材料的选择同实施例1。
[0045] 本实施例汽车弯管用合金材料由以下重量百分比的各组分制备而成：铋（Bi) 10%、铅(卩13)50%、锡（311)25%、镉（〇(1)15%，或铋（8丨）10%、铅(？13)50%、锡（311)24%、镉 (〇(1)15%、铜((：11)0.5%、铝以1)0.5%。
[0046] 制备方法如下：
[0047] (1)快速称取以上重量百分比的各组分，操作过程中应尽量减少空气与原材料接 触时间，避免氧化，原料用密封罐储存，备用。
[0048] (2)开启熔炼炉，设置炉内温度为600°C。
[0049] (3)在熔炼炉内的坩埚中先倒入铅，再倒入其他组分，搅拌均匀，进行熔炼。
[0050] (4)待熔炼炉温度升至300°C左右时，向熔炼炉内通入氩气，使熔炼炉内气体为氩 气。
[0051 ] (5)待熔炼炉温度达到360°C时开始计时，加热18min后，取出坩埚进行搅拌3-5min (此时原料基本熔化），放回，再加热16min后，再取出坩埚进行搅拌3-5min(此时原料充分熔 化），放回，再保温25min，取出坩埚刮去表面杂质。注意取出搅拌时最好也是在氩气气氛中； 搅拌时要平稳，不要激起太大波浪，以防破坏氧化膜并将其卷入熔体内部，搅拌要彻底、不 能有死角;熔炼过程中如果出现渣滓必须扒除，以免重新进入熔体带来杂质。
[0052] (6)将熔化状态的合金浇注到容器，自然冷却。
[0053] 实施例3:
[0054]原材料的选择同实施例1。
[0055]本实施例汽车弯管用合金材料由以下重量百分比的各组分制备而成：铋（Bi) 20%、铅斤13)45%、锡（311)24%、镉（0(1)11%;或铋（8丨）20%、铅（？13)45%、锡（311)23%、镉 (〇(1)11%、铜((：11)0.5%、铝以1)0.5%。
[0056] 制备方法如下：
[0057] (1)快速称取以上重量百分比的各组分，操作过程中应尽量减少空气与原材料接 触时间，避免氧化，原料用密封罐储存，备用。
[0058] (2)开启熔炼炉，设置炉内温度为630°C。
[0059] (3)在熔炼炉内的坩埚中先倒入铅，再倒入其他组分，搅拌均匀，进行熔炼。
[0060] (4)待熔炼炉温度升至300°C左右时，向熔炼炉内通入氩气，使熔炼炉内气体为氩 气。
[0061 ] (5)待熔炼炉温度达到360°C时开始计时，加热18min后，取出坩埚进行搅拌3-5min (此时原料基本熔化），放回，再加热15min后，再取出坩埚进行搅拌3-5min(此时原料充分熔 化），放回，再保温25min，取出坩埚刮去液体表面杂质。注意取出搅拌时最好也是在氩气气 氛中；搅拌时要平稳，不要激起太大波浪，以防破坏氧化膜并将其卷入熔体内部，搅拌要彻 底、不能有死角;熔炼过程中如果出现渣滓必须扒除，以免重新进入熔体带来杂质。
[0062] (6)将熔化状态的合金浇注到容器，自然冷却。
[0063]检测以上实施例得到的合金材料的熔点，结果为在88-92度区间内，一般在90度左 右。对以上实施例得到的合金材料进行相关性能检测，结果显示，本发明工艺能够显著增强 4系材料的弯曲抗拉强度，显著提高4系材料的延伸率，延伸系数为3系材料的1.3倍以上，对 4系材料不锈钢汽车弯管的良好综合性能起重要保障作用。
[0064]本发明实施例涉及到的材料、试剂和实验设备，如无特别说明，均为符合合金材料 制备的市售广品。
[0065]以上所述，仅为本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明的核心技术的前提下，还可以做出改进和润饰，这些改进和润饰也应 属于本发明的专利保护范围。与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都 应认为是包括在权利要求书的范围内。
【主权项】
1. 一种汽车弯管用合金材料，其特征在于：主要由以下重量百分比的各组分制备而成： 铋10-30 %、铅40-50 %、锡20-25 %、镉10-15 %。2. 根据权利要求1所述的汽车弯管用合金材料，其特征在于：制备组分还包括：铜0- 0.5%、铝 0-0.5%〇3. 权利要求1所述的汽车弯管用合金材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 称取重量配方的各原料，密封保存备用； (2) 使用熔炼炉进行熔炼，开启熔炼炉，设置炉内温度为600-650°C; (3) 在熔炼炉内的坩埚中加入原料，并搅拌均匀，进行熔炼； (4) 待熔炼炉内温度升至290-310°C时，向熔炼炉内通入氩气，使熔炼炉内气体为氩气 气氛； (5) 待熔炼炉内温度达到350-370°C时开始计时，加热10_18min后，取出坩埚进行搅拌 均匀，放回，再加热l〇_16min后，再取出坩埚进行搅拌均匀，放回，再保温20-25min; (6) 将熔化状态的合金浇注到容器，自然冷却。4. 根据权利要求3所述的汽车弯管用合金材料的制备方法，其特征在于:所述步骤(3) 中原料的加入顺序为先倒入铅，再倒入其他组分。5. 根据权利要求3所述的汽车弯管用合金材料的制备方法，其特征在于:所述步骤(5) 中保温20-25min结束后还需取出坩埚刮去液体表面杂质。
【专利摘要】本发明提供一种汽车弯管用合金材料，主要由以下重量百分比的各组分制备而成：铋10-30％、铅40-50％、锡20-25％、镉10-15％。制备方法如下：按重量配方称取各原料；开启熔炼炉，设置炉内温度为600-650℃；加入原料，搅拌均匀；待温度达290-310℃时，向熔炼炉内通入氩气；待温度达350-370℃时开始计时，加热10-18min后取出搅拌，再加热10-16min后取出搅拌，再保温20-25min；自然冷却。本发明有效解决了目前汽车弯管用合金材料脆性大、易裂的现有缺陷，得到的合金材料弯曲抗拉强度大，延伸率高，能充分满足汽车部件高磨损、高冲击力的使用特性对材料的各方面需求。
【IPC分类】C22C30/04, C22C11/00
【公开号】CN105463290
【申请号】CN201510825177
【发明人】吴江, 葛干辉, 毛松杰
【申请人】宁波思明汽车科技股份有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月23日