一种铸造轮毂专用铝合金铸棒及其制备方法

摘要

本发明公开了一种铸造轮毂专用铝合金铸棒，各成分的质量百分比分别为：Si0.4％、Mn0.12％、Cr0.08％、Mg1.7％、Cu0.2％、Ti0.6％、B0.05％、Sb0.11％、Zr0.16％、Gd0.04％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al，上述铝合金铸棒的制备方法包括熔化、精炼、静置和铸造的步骤。本发明的铝合金铸棒，加入了Sb、Zr、Gd等元素可对铝合金组织起到变质和细化作用，利用该铸棒来生产铝合金轮毂，所得铝合金轮毂的抗拉强度、屈服强度和延伸率均有较大提高，且具有优良的耐磨性能和抗冲击性能，安全性好，使用寿命长。

权利要求

1.一种铸造轮毂专用铝合金铸棒，其特征在于：

所述铝合金铸棒中各成分的质量百分比分别为：Si0.4％、Mn0.12％、Cr0.08％、Mg1.7％、Cu0.2％、Ti0.6％、B0.05％、Sb0.11％、Zr0.16％、Gd0.04％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。

所述的铸造轮毂专用铝合金铸棒的制备方法，包括以下步骤：

(1)熔化：将铝原料和镁、硅成分及覆盖剂在熔炼炉中熔化至700～720℃，然后加入除了铝、镁、硅之外的其他合金成分，继续升温至740～750℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；

(2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至730～740℃，喷入精炼剂进行精炼处理，然后升温至750‐760℃，通入氩气进行除气精炼，精炼后扒渣；

(3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至730～740℃；

(4)铸造：将经步骤(3)处理后的铝合金熔液通过热顶式铸造机进行成型铸造，铸造过程中，铸造速度控制在80～85mm/min，冷却水水压控制在0.07～0.12MPa，铝合金熔液的温度保持在730～740℃，最终铸造获得铝合金铸棒成品。

说明书

一种铸造轮毂专用铝合金铸棒及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及铝合金铸棒加工领域，特别是一种铸造轮毂专用铝合金铸棒及其制备方法。

背景技术

[0002] 汽车工业高速发展，2013年中国汽车产量就已超过2000万辆，成为名副其实的汽车生产第一大国。轮毂是汽车的重要部件，铝合金轮毂以美观、重量轻、散热性好、加速和制动性能优的优点，正在逐步取代钢轮毂在汽车中的应用，但是，铝合金轮毂的硬度较钢轮毂小，力学性能比钢轮毂差，改善力学性能的一个重要关注点就在于铝合金材料的改进。

[0003] 铝合金材料的好坏是影响轮毂质量好坏的一个重大因素，普通铸造轮毂目前普遍采用的是A356铝材，且生产铝合金轮毂时是一次性铸造成型，没有进行再加工，金属的内部组织结构没有发生变化，存在机械性能较低的问题。

发明内容

[0004] 本发明提供了一种铸造轮毂专用铝合金铸棒及其制备方法，对铝合金轮毂采用的铝合金材料进行了变质和细化处理，为提高铝合金轮毂的机械性能提供了保证。

[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案为：

[0006] 一种铸造轮毂专用铝合金铸棒，各成分的质量百分比分别为：Si0.3～0.5％、Mn0.05～0.2％、Cr0.05～0.1％、Mg1.3～1.9％、Cu0.1～0.3％、Ti0.3～0.8％、B0.03～0.06％、Sb0.06～0.15％、Zr0.12～0.2％、Gd0.02～0.05％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。

[0007] 优选的，所述铝合金铸棒中各成分的质量百分比分别为：Si0.4％、Mn0.12％、Cr0.08％、Mg1.7％、Cu0.2％、Ti0.6％、B0.05％、Sb0.11％、Zr0.16％、Gd0.04％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。

[0008] 一种铸造轮毂专用铝合金铸棒的制备方法，包括以下步骤：

[0009] (1)熔化：将铝原料和镁、硅成分及覆盖剂在熔炼炉中熔化至700～720℃，然后加入除了铝、镁、硅之外的其他合金成分，继续升温至740～750℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；

[0010] (2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至730～740℃，喷入精炼剂进行精炼处理，然后升温至750-760℃，通入氩气进行除气精炼，精炼后扒渣；

[0011] (3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至730～740℃；

[0012] (4)铸造：将经步骤(3)处理后的铝合金熔液通过热顶式铸造机进行成型铸造，铸造过程中，铸造速度控制在80～85mm/min，冷却水水压控制在0.07～0.12MPa，铝合金熔液的温度保持在730～740℃，最终铸造获得铝合金铸棒成品。

[0013] 本发明的铝合金铸棒，在铸造的过程中加入了Sb、Zr、Gd元素，并辅以Si、Mn、Cr、Mg、Cu等其他元素的协同作用，可对铝合金组织起到变质和细化作用，从而获得致密度高的铝合金铸棒，利用上述铸棒来生产铝合金轮毂，所得铝合金轮毂的抗拉强度、屈服强度和延伸率均有较大提高，且具有优良的耐磨性能和抗冲击性能，安全性好，使用寿命长。

具体实施方式

[0014] 以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围和应用范围不限于以下实施例：

[0015] 实施例1

[0016] 一种铸造轮毂专用铝合金铸棒，各成分的质量百分比分别为：Si0.4％、Mn0.12％、Cr0.08％、Mg1.7％、Cu0.2％、Ti0.6％、B0.05％、Sb0.11％、Zr0.16％、Gd0.04％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。

[0017] 上述铸造轮毂专用铝合金铸棒的制备方法，包括以下步骤：

[0018] (1)熔化：将铝原料和镁、硅成分及覆盖剂在熔炼炉中熔化至700～720℃，然后加入除了铝、镁、硅之外的其他合金成分，继续升温至740～750℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；

[0019] (2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至730～740℃，喷入精炼剂进行精炼处理，然后升温至750-760℃，通入氩气进行除气精炼，精炼后扒渣；

[0020] (3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至730～740℃；

[0021] (4)铸造：将经步骤(3)处理后的铝合金熔液通过热顶式铸造机进行成型铸造，铸造过程中，铸造速度控制在80～85mm/min，冷却水水压控制在0.07～0.12MPa，铝合金熔液的温度保持在730～740℃，最终铸造获得铝合金铸棒成品。

[0022] 采用上述铝合金铸棒，通过常规的低压铸造法制造铝合金轮毂，所获得的铝合金轮毂成品，在室温条件下的主要力学性能为：抗拉强度为378MPa，屈服强度为297MPa，延伸率为15.0％。

[0023] 实施例2

[0024] 一种铸造轮毂专用铝合金铸棒，各成分的质量百分比分别为：Si0.3％、Mn0.05％、Cr0.05％、Mg1.3％、Cu0.1％、Ti0.3％、B0.03％、Sb0.06％、Zr0.12％、Gd0.02％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。

[0025] 上述铸造轮毂专用铝合金铸棒的制备方法，包括以下步骤：

[0026] (1)熔化：将铝原料和镁、硅成分及覆盖剂在熔炼炉中熔化至700～720℃，然后加入除了铝、镁、硅之外的其他合金成分，继续升温至740～750℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；

[0027] (2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至730～740℃，喷入精炼剂进行精炼处理，然后升温至750-760℃，通入氩气进行除气精炼，精炼后扒渣；

[0028] (3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至730～740℃；

[0029] (4)铸造：将经步骤(3)处理后的铝合金熔液通过热顶式铸造机进行成型铸造，铸造过程中，铸造速度控制在80～85mm/min，冷却水水压控制在0.07～0.12MPa，铝合金熔液的温度保持在730～740℃，最终铸造获得铝合金铸棒成品。

[0030] 采用上述铝合金铸棒，通过常规的低压铸造法制造铝合金轮毂，所获得的铝合金轮毂成品，在室温条件下的主要力学性能为：抗拉强度为322MPa，屈服强度为270MPa，延伸率为13.5％。

[0031] 实施例3

[0032] 一种铸造轮毂专用铝合金铸棒，各成分的质量百分比分别为：Si0.5％、Mn0.2％、Cr0.1％、Mg1.9％、Cu0.3％、Ti0.8％、B0.06％、Sb0.15％、Zr0.2％、Gd0.05％，其他金属及非金属的杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al。

[0033] 上述铸造轮毂专用铝合金铸棒的制备方法，包括以下步骤：

[0034] (1)熔化：将铝原料和镁、硅成分及覆盖剂在熔炼炉中熔化至700～720℃，然后加入除了铝、镁、硅之外的其他合金成分，继续升温至740～750℃，待合金元素全部熔化后得铝合金熔液；

[0035] (2)精炼：将铝合金熔液的温度调整至730～740℃，喷入精炼剂进行精炼处理，然后升温至750-760℃，通入氩气进行除气精炼，精炼后扒渣；

[0036] (3)静置：将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至730～740℃；

[0037] (4)铸造：将经步骤(3)处理后的铝合金熔液通过热顶式铸造机进行成型铸造，铸造过程中，铸造速度控制在80～85mm/min，冷却水水压控制在0.07～0.12MPa，铝合金熔液的温度保持在730～740℃，最终铸造获得铝合金铸棒成品。

[0038] 采用上述铝合金铸棒，通过常规的低压铸造法制造铝合金轮毂，所获得的铝合金轮毂成品，在室温条件下的主要力学性能为：抗拉强度为376MPa，屈服强度为296MPa，延伸率为15.0％。