专利名称：一种汽车轮毂用铝合金新材料及其制备方法
技术领域：
本发明属金属材料领域，特别是涉及一种用于汽车车轮的铝合金新材料及其制备方法。
汽车对轮毂材料性能要求苛刻，如很高的旋转弯曲性能，很高的强度，优良的冲击韧性以及良好的耐磨性能和耐疲劳性能。目前，日本的高档轿车已大部分采用铝合金轮毂，西方发达国家的铝合金轮毂生产工艺已基本成熟，但对新的铝轮毂材料的研究仍方兴未艾。据特种铸造及有色合金(1994；(2):27-29)报道，国内外已公开报道的铝轮毂合金牌号有日本Ac4C,Ac4A,ADC3,DX30；美国A356；中国ZL101A其成分见表1。由表可知，尽管轮毂的合金牌号不同，但其基本成分相近。
A356合金是典型的亚共晶Al-Si-Mg系美国合金牌号，它通常在汽车、飞机工业作为结构件用材，具有良好的铸造性、韧性、抗腐蚀性和耐疲劳性能。
表1国内外铝轮毂合金化学成分
上述铝轮毂合金材料含硅量低，需要添加铜、锰、锌、镍等元素；特别是上述材料需经热处理后才能达到工况要求一般为T6处理，即淬火(535℃)以后再完全时效(250℃)。这种工艺方法不仅热处理成本高，而且易造成车轮变形而报废。
本发明的目的在于克服上述存在的问题，研制和开发了一种新的汽车轮毂用铝合金新材料及其制备方法。
本发明是通过以下方式实现的一种汽车轮毂用铝合金新材料包括铝、硅、铈、镁、锶、钛、硼，各组分的质量百分比为硅10-12％，铈0.03-0.08％，镁0.2-0.5％，锶0.02-0.04％，钛0.1-0.2％、硼0.1-0.2％，其余为铝。
汽车轮毂用铝合金新材料的制备，是通过以下步骤实现的(1)首先按纯铝85-90％、工业纯硅9.6-14.85％、铝稀土中间合金0.05-0.10％、铝钛硼中间合金0.1-0.3％的质量百分比称取原料；(2)在熔炼炉中将纯铝、工业纯硅熔化至750-900℃，然后依次加入已称好的铝稀土中间合金、铝钛硼中间合金，迅速搅拌至混合均匀；(3)将金属液降温，在720-750℃浇铸成铸锭；(4)将铸锭在750-800℃重熔后浇铸成毛坯，经120-150℃人工时效2-8小时。
本发明制备的汽车轮毂可达到美国A356经T6处理后的力学性能。美国A356合金T6处理和本发明合金(AlSillwheel)120-150℃人工时效后的力学性能比较见表2表2 A356合金T6处理和AlSillwheel合金人工时效的力学性能
下面给出本发明的一个最佳实施例1．首先按纯铝88.7％、工业纯硅11％、铝稀土中间合金0.10％、铝钛硼中间合金0.2％的质量百分比称取原料；2．在熔炼炉中将纯铝、工业纯硅熔化至900℃，然后依次加入已称好的铝稀土中间合金、铝钛硼中间合金，迅速搅拌至混合均匀；3．将金属液降温，在720℃浇铸成铸锭；4．将铸锭在750℃重熔后浇铸成毛坯，经150℃人工时效5小时。
按照上述工艺得到一种最佳的轮毂材料，其化学成分(质量百分比)为硅10％，铈0.05％，镁0.2％，锶0.04％，钛0.1％，硼0.1％，其余为铝；其力学性能为抗拉强度270Mpa，延伸率7.2％。
权利要求
1．一种汽车轮毂用铝合金新材料，包括铝、硅、镁、钛，其特征是它还包括铈、锶、硼，各组分的质量百分比为硅10-12％，铈0.03-0.08％，镁0.2-0.5％，锶0.02-0.04％，钛0.1-0.2％、硼0.1-0.2％，其余为铝。
2．一种制备上述汽车轮毂用铝合金新材料的方法，其特征在于包括以下步骤(1)首先按纯铝85-90％、工业纯硅9.6-14.85％、铝稀土中间合金0.05-0.10％、铝钛硼中间合金0.1-0.3％的质量百分比称取原料；(2)在熔炼炉中将纯铝、工业纯硅熔化至750-900℃，然后依次加入已称好的铝稀土中间合金、铝钛硼中间合金，迅速搅拌至混合均匀；(3)将金属液降温，在720-750℃浇铸成铸锭；(4)将铸锭在750-800℃重熔后浇铸成毛坯，经120-150℃人工时效2-8小时。
全文摘要
本发明涉及一种汽车轮毂用铝合金新材料及其制备方法，该铝合金材料包括铝、硅、铈、镁、锶、钛、硼。其制备方法是在熔炼炉中将纯铝、工业纯硅熔化，再依次加入已称好的铝稀土中间合金、铝钛硼中间合金，然后将金属液降温，浇铸成铸锭，最后再将铸锭重熔浇铸成毛坯。利用该铝合金新材料制备的汽车轮毂，具有良好耐磨性能和耐疲劳性能。
文档编号C22C21/02GK1316536SQ0110788
公开日2001年10月10日 申请日期2001年3月15日 优先权日2001年3月15日
发明者边秀房, 刘相俊, 潘学民, 臧立根, 曹惠中 申请人:山东大学