一种汽车导轨的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车导轨技术领域，尤其涉及一种汽车导轨的制备方法。
【背景技术】
[0002] 导轨为金属或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引导移动装置或设备并减少 其摩擦。导轨表面上的纵向槽或脊，用于导引、固定机器部件、专用设备、仪器等。导轨又称 滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，拥有比直线轴承更高的额定负载，同时 可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。汽车导轨主要用于安 装玻璃密封条，以便于玻璃能在玻璃密封条内顺畅的升降。由于汽车导轨是侧门玻璃升降 的轨道，所以其直接影响侧门玻璃升降的可靠性及用户的舒适度。
[0003]因为设备的摩擦部件与导轨槽在使用时一直处于反复摩擦的状态，所以导轨需要 有极大的润滑作用以及一定的耐磨性。不仅如此，设备需要在导轨上运行，要承受较大的压 力，因此对于导轨型材的强度也有很高的要求。
【发明内容】
[0004] 本发明解决的技术问题在于提供一种汽车导轨的制备方法，制备的汽车导轨强度 高、耐磨损性好、润滑性好。
[0005] 有鉴于此，本发明提供了一种汽车导轨的制备方法，包括以下步骤：步骤a)将铝 合金铸锭加热至500-520°C，利用挤压机进行挤压，挤压筒温度为490-505°C，挤压速度为 1. 1-1. 4m/min，挤压系数为15-18 ;步骤b)将步骤a得到的铝合金铸锭依次进行淬火、拉 伸、辊轿和时效处理，得到汽车导轨预制体，所述时效处理的温度为150-180°C ;步骤c)在 所述汽车导轨预制体表面涂覆涂料，激光辐照后得到汽车导轨，所述涂料包括以下成分：
[0006] 水性聚氨酯树脂 10-25wt°/〇; 聚醛树脂 8-15wt%; 纳米氧化娃 5-10wt%; 氮化钛 2-4wt%; 氮化棚 2-3wt%; 羟曱基纤维素 5-8wt%; 乙烯基三乙氧基硅烷 4-6wt°/〇; 醋酸乙稀醋 2-3wt%; 聚乙烯醇缩甲醛 2-4wt°/〇; 醇类溶剂 40-55wt%。
[0007] 优选的，所述铝合金铸锭包括以下成分：
[0008] Si 4-8wt%; Cu 0.5-0.8wt%; Ti 0.4-0.6wt%; Sc 0.1-0.25wt%; Co 0.05-0.15wt%; Fe 0.1-0.15wt%; Zn 0.08-0.16wt%; Sm 0.05-0.lwt%; Mg 0.1-0.3wt%;
[0009]余量为A1和不可避免的杂质。
[0010] 优选的，所述铝合金铸锭按照如下方法制备：
[0011] 步骤S1)将熔炼炉升温至350°C，加入铝锭，以5°C /分钟升温至460°C ;
[0012] 步骤S2)待铝锭全部熔化后加入氟钛酸钾；
[0013] 步骤S3)升温至500°C，加入Si、Cu、Mg，升温至580°C，加入Sc、Fe、Zn，继续升温 至680°C，加入Co、Sm后形成合金液；
[0014] 步骤S4)将所述合金液升温至iioo°c进行精炼；
[0015] 步骤S5)精炼lOmin后保温15-20min，降温至750°C时饶入模具中形成母合金；
[0016] 步骤S6)在氮气保护下，加热所述母合金，待其熔化后加热至660°C，保温lOmin， 将母合金熔体送入模型腔内，控制降温速率为300°C /s，得到铝合金铸锭。
[0017] 优选的，步骤a中，铝合金铸锭加热过程中采用的模具的温度为500-5KTC。
[0018] 优选的，步骤a中，挤压筒直径为480-500mm，挤压长度为12-15m，挤压轴速度为 0? 8-1. 2mm/sec〇
[0019] 优选的，步骤b中，淬火温度为460-480°C，淬火时间为140-160min。
[0020] 优选的，步骤b中，拉伸率为2. 2-2. 5。
[0021] 优选的，步骤b中，时效处理的保温时间为4-6小时。
[0022] 优选的，所述涂料按照如下方法制备：
[0023] 将水性聚氨酯树脂、聚醛树脂、羟甲基纤维素、醋酸乙烯酯和聚乙烯醇缩甲醛加 入至醇类溶剂中，升温至120°C，搅拌20-30min，得到混合溶液；将所述混合溶液冷却至 60 °C，将纳米氧化硅、氮化钛、氮化硼和乙烯基三乙氧基硅烷加入所述混合溶液中，继续搅 拌30-50min，冷却后得到涂料。
[0024] 优选的，步骤c中，激光辐照的功率为1. 0-1. 2kw，激光束长度为3-10mm。
[0025] 本发明提供了一种汽车导轨的制备方法，包括：将铝合金铸锭加热，利用挤压机进 行挤压；然后将铝合金铸锭依次进行淬火、拉伸、辊轿和时效处理，得到汽车导轨预制体； 在所述汽车导轨预制体表面涂覆涂料，激光辐照后得到汽车导轨。与现有技术相比，本发 明通过将铝合金铸锭在150-180°C下时效处理，提高了制备的汽车导轨的强度。其次，通过 在汽车导轨预制体表面涂覆涂料，使其获得自润滑性能、防腐和防锈性能。再次，通过采用 激光辐照，提高了涂料与汽车导轨预制体的结合强度，提高汽车导轨的防腐、防锈和润滑性 能。实验结果表明，本发明制备的汽车导轨强度高、耐磨损性好、润滑性好。
【具体实施方式】
[0026] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0027] 本发明实施例公开了一种汽车导轨的制备方法，包括以下步骤：步骤a)将铝合 金铸锭加热至500-520 °C，利用挤压机进行挤压，挤压筒温度为490-505 °C，挤压速度为 1. 1-1. 4m/min，挤压系数为15-18 ;步骤b)将步骤a得到的铝合金铸锭依次进行淬火、拉 伸、辊轿和时效处理，得到汽车导轨预制体，所述时效处理的温度为150-180°C ;步骤c)在 所述汽车导轨预制体表面涂覆涂料，激光辐照后得到汽车导轨，所述涂料包括以下成分：
[0028] 水性聚氨酯树脂 10-25wt°/〇; 聚醛树脂 8-15wt°/〇; 纳米氧化娃 5-10wt%; 氮化钬 2-4wt%; 氮化棚 2-3wt%; 羟甲基纤维素 5-8wt%; 乙烯基三乙氧基硅烷 4-6wt%; 醋酸乙烯酯 2-3wt%; 聚乙烯醇缩甲醛 2-4wt%; 醇类溶剂 40-55wt%。
[0029] 作为优选方案，所述铝合金铸锭包括以下成分：
[0030] Si 4-8wt°/〇; Cu 0.5-0.8wt%; Ti 0.4-0.6wt°/〇; Sc 0.1-0.25wt%; Co 0.05-0.15wt%;
[0031] Fe 0.1-0.15wt%; Zn 0.08-0.16wt%; Sm 0.05-0.lwt%; Mg 0.1-0.3wt%;
[0032] 余量为A1和不可避免的杂质。
[0033] 更优选的，所述铝合金铸锭包括以下成分：
[0034] Si 5.6-8wt%; Cu 0.6-0.8wt%; Ti 0.5-0.6wt°/〇; Sc 0.1-0.25wt%; Co 0.05-0.12wt%; Fe 0.1-0.14wt%; Zn 0.09-0.16wt°/〇; Sm 0.06-0.lwt%; Mg 0.1-0.25wt%;
[0035] 余量为A1和不可避免的杂质。
[0036] 作为优选方案，所述铝合金铸锭按照如下方法制备：步骤SI)将熔炼炉升温至 350°C，加入铝锭，以5°C /分钟升温至460°C ;步骤S2)待铝锭全部熔化后加入氟钛酸钾 (K2TiF6);步骤S3)升温至500°C，加入Si、Cu、Mg，待Si、Cu、Mg恪化后升温至580°C，加入 Sc、Fe、Zn，待Sc、Fe、Zn熔化后升温至680°C，加入Co、Sm后形成合金液；步骤S4)将所述 合金液升温至ll〇〇°C进行精炼；步骤S5)精炼lOmin后保温15-20min，降温至750°C时浇 入模具中形成母合金；步骤S6)在氮气保护下，加热所述母合金，待其恪化后加热至660°C， 保温lOmin，将母合金熔体送入模型腔内，控制降温速率为300°C /s，得到铝合金铸锭。
[0037] 其中，Si元素可以提高耐磨性、耐热粘着性，与Mg元素共存而析出Mg 2Si粒子，使 机械强度提高，而且Mg元素还可以与A1结晶出Al-Mn粒子，增加铝合金的锻造型、延性和 韧性。
[0038] Ti元素在黄铜中具有变质处理的功能，在掺铜的铝合金中，Ti和Cu形成的化合物 主要有Ti 2Cu3、TiCu和Ti2Cu，上述化合物均具有较高的结晶点，可作为非自发形核，从而细 化组织和晶粒。
[0039] 添加的Cu元素与很多元素形成金属间化合物如Al-Cu系结晶物，Ti-Cu系化合物， 可以弥补耐磨性和耐热性，析出的CuA12粒子可以提高铝合金的抗软化性。
[0040] Ti作为变质剂来调节铝合金的组织形貌。在本发明中，Ti优选以K 2TiF6形式加 入，优选加入铝后马上加入Ti，在铜液高温下发生如下的反应：
[0041]K2TiF6+13Al = 3TiAl3+4AlF3+6KF
[0042] 3K2TiF6+4Al = 3Ti+4AlF3+6KF
[0043] Ti+3Cu = Cu3Ti
[0044] 从以上反应式可以看出，分别形成TiAlJP Cu 3Ti，可作为非自发的形核质点。组 织由未变质时长板条树枝状变为短片状，并伴有等轴晶的倾向，组织细化的效果最好，力学 性能最高，强度和塑性的指标均有显著的增加。
[0045] 钪（Sc)是一种稀土元素，可强烈地细化合金材料的铸态组织，且与不可避免的杂 质如铅形成颗粒状杂质，改善合金材料中杂质的分布，并改善合金的物理性质及加工性质。 在本发明中，钪和铝共同作用，钪和铝会形成很多化合物如ScA13,ScA12, ScAl等，由于Sc在 所有稀土元素中原子半径是最小的，主要的合金质点ScA13熔点高且与A1的距离较近，因 此在结晶过程中容易形成过饱和的固溶体，在加热和挤压过程中容易析出共格的3(^1 3质 点，因而能强烈抑制再结晶过程和提高合金的稳定性。
[0046] 稀土钐（Sm)为一种稀土材料，而钴和钐