锻造轮毂用高强铝合金厚板的制备材料及制备方法

摘要

本发明公开了一种锻造轮毂用高强铝合金厚板的制备材料，包括：Si1.0～1.2％，Mg0.90～1.1％，Mn0.5～0.7％，Cu0.4～0.6％，Cr≤0.1％，Ti≤0.05％，Zn≤0.25％，Fe≤0.5％，剩余为Al。本发明还涉及一种锻造轮毂用高强铝合金厚板的制备方法。本发明的厚板是铸锭经热轧而成。铸锭经热轧后，晶粒被细化延伸，使晶向趋于一致，缩孔和疏松被压实。由于热轧是在再结晶温度以上的加工，在金属发生塑性变形的同时，会发生恢复、再结晶等退火作用。热轧能将铸造状态的粗大晶粒破碎，显微裂纹愈合，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为变形组织，改善合金的组织结构。

权利要求

1.一种锻造轮毂用高强铝合金厚板的制备方法，其特征在于，采用如下成份的制备材料，包括：Si1.0～1.2％，Mg0.90～1.1％，Mn0.5～0.7％，Cu0.4～0.6％，Cr ≤0.1％，Ti≤

0.05％，Zn≤ 0.25％，Fe≤0.5％，剩余为Al；所述制备方法包括以下步骤：步骤一，将铝锭进行熔炼和浇铸，得到铝合金铸锭；

所述步骤一的具体方法为：

将铝锭熔化后，待熔体温度为730～750℃时，向其中加入中间合金和覆盖剂，当中间合金全部熔化搅拌熔体；待熔体温度降至720～740℃，向其中加入Mg，并充分搅拌，成分调整合格后进行造渣、除气精炼、静置，最后浇铸成型，得到铸锭；

所述中间合金为AlSi20、AlCu50和AlMn10；

所述步骤一中浇铸之前，铝合金熔体含氢量控制在0.12ml/100g以内，铝合金熔体含杂量控制在0.08mm2/kg以内；

步骤二，将所述铸锭依次进行锯切、铣面，将锯切铣面好的铸锭置入加热炉进行均匀化处理，然后热轧，得到厚板；

所述步骤二中铸锭均匀化处理的温度为550～580℃，其保温时间不低于6h；热轧的初轧温度为450～510℃；热轧的终轧厚度为30～200mm；

步骤三，根据锻造轮毂坯料所需体积，将厚板制备成方片或圆片；

将厚板制备成方片或圆片的方法为锯切或冲裁。

2.根据权利要求1所述的锻造轮毂用高强铝合金厚板的制备方法，其特征在于，所述步骤三中将厚板制备成方片或圆片之前或之后，采用超声波探伤仪对其进行探伤检测，检测合格后，即得到锻造轮毂用高强铝合金厚板。

说明书

锻造轮毂用高强铝合金厚板的制备材料及制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种铝合金材料，具体涉及一种锻造轮毂用高强铝合金厚板的制备材料。本发明还涉及一种锻造轮毂用高强铝合金厚板的制备方法。

背景技术

[0002] 世界汽车工业正向着轻量、高速、安全、节能、舒适与环境污染轻的方向发展，因此铝合金零部件在汽车中的用量日益增多。轮毂作为汽车行驶系统中的重要部件之一，也是一种要求较高的保安件，它不仅承载汽车的重量，同时也体现着汽车的外观造型。在过去的10年，全球铝合金汽车轮毂产量的年平均增长率达7.6%。由此可见，随着汽车轻量化的需求日益扩大，铝合金轮毂在现代汽车制造中正逐步取代传统的钢制轮毂而被广泛地推广应用。

[0003] 但是，传统锻造铝合金车轮采用铝合金铸棒为原材料，通常需经锯切、镦粗、粗锻、精锻等工序制备铝合金轮毂，具有工艺复杂，能耗高等缺点。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种锻造轮毂用高强铝合金厚板的铝合金材料，它可以减少常规采用圆棒锻造铝合金轮毂中镦粗预制坯料的过程，提高生产效率。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明锻造轮毂用高强铝合金厚板的铝合金材料的技术解决方案为：

[0006] 包括：Si1.0～1.2％，Mg0.90～1.1％，Mn0.5～0.7％，Cu0.4～0.6％，Cr ≤0.1％，Ti≤0.05％，Zn≤ 0.25％，Fe≤0.5％，剩余为Al。

[0007] 本发明还提供一种锻造轮毂用高强铝合金厚板的制备方法，其技术解决方案为，包括以下步骤：

[0008] 步骤一，将铝锭进行熔炼和浇铸，得到铝合金铸锭；

[0009] 所述步骤一的具体方法为：将铝锭熔化后，待熔体温度为730～750℃时，向其中加入中间合金和覆盖剂，当中间合金全部熔化搅拌熔体；待熔体温度降至720～740℃，向其中加入Mg，并充分搅拌，成分调整合格后进行造渣、除气精炼、静置，最后浇铸成型，得到铸锭。所述中间合金为AlSi20、AlCu50或AlMn10。

[0010] 所述步骤一中浇铸之前，铝合金熔体含氢量控制在0.12ml/100g以内。

[0011] 所述步骤一中浇铸之前，铝合金熔体含杂量控制在0.08mm2/kg以内。

[0012] 步骤二，将所述铸锭依次进行锯切、铣面，将锯切铣面好的铸锭置入加热炉进行均匀化处理，然后热轧，得到厚板；

[0013] 所述步骤二中铸锭均匀化处理的温度为550～580℃，其保温时间不低于6h。

[0014] 所述步骤二中热轧的初轧温度为450～510℃。

[0015] 所述步骤二中热轧的终轧厚度为30～200mm。

[0016] 步骤三，根据锻造轮毂坯料所需体积，将厚板制备成方片或圆片。

[0017] 所述步骤三中将厚板制备成方片或圆片的方法为锯切或冲裁。

[0018] 所述步骤三中将厚板制备成方片或圆片之前或之后，采用超声波探伤仪对其进行探伤检测，检测合格后，即得到锻造轮毂用高强铝合金厚板。

[0019] 本发明可以达到的技术效果是：

[0020] 本发明的厚板是铸锭经热轧而成。铸锭经热轧后，晶粒被细化延伸，使晶向趋于一致，缩孔和疏松被压实。由于热轧是在再结晶温度以上的加工，在金属发生塑性变形的同时，会发生恢复、再结晶等退火作用。热轧能将铸造状态的粗大晶粒破碎，显微裂纹愈合，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为变形组织，改善合金的组织结构。

[0021] 本发明采用铝合金热轧厚板为原材料，能够减少常规采用圆棒锻造铝合金轮毂中镦粗预制坯料的过程，提高生产效率。

[0022] 下面结合具体实施方式和实施例对本发明作进一步详细的说明。

具体实施方式

[0023] 本发明锻造轮毂用高强铝合金厚板的铝合金材料，包括：Si 1.0～1.2％，Mg 0.90～1.1％，Mn 0.5～0.7％，Cu 0.4～0.6％，Cr ≤0.1％，Ti ≤0.05％，Zn ≤ 0.25％，Fe ≤0.5％，剩余为Al（本文均为重量百分比）。

[0024] 本发明锻造轮毂用高强铝合金厚板的制备方法，包括以下步骤：

[0025] 步骤一，将符合上述铝合金材料组分含量的铝锭进行熔炼和浇铸，得到铝合金铸锭；

[0026] 具体方法为：

[0027] 将铝锭熔化后，待熔体温度为730～750℃时，向其中加入AlSi20、AlCu50、AlMn10 等中间合金和覆盖剂，当中间合金全部熔化搅拌熔体；待熔体温度降至720～740℃，向其中加入Mg，并充分搅拌，成分调整合格后进行造渣、除气精炼、静置，最后通过半连续铸造机浇铸成型，得到铸锭。

[0028] 其中，覆盖剂是铝合金熔炼过程中撒在熔体表面的各种化学药品混合物，防止烧损，属于铝合金熔炼过程中的常用辅料。

[0029] 铸锭浇铸前，铝合金熔体含氢量控制在0.12ml/100g以内。

[0030] 氢是熔融铝和水反应生成的，在一定的大气压下，温度越高，氢在铝中的溶解度就越大。在固态时，氢几乎不溶于铝。而从固态到液态时，氢在铝中的溶解度出现一个突变，这种溶解度急剧变化的特点，决定了铝在凝固时，使氢原子从金属中析出成为分子氢，最后以疏松、气孔的形式存在于铸锭中，造成疏松、气孔等缺陷。本发明限定较低的铝合金熔体含氢量，能够防止铝合金厚板及轮毂内部含有汽包等缺陷，提高产品质量。

[0031] 铸锭浇铸前，铝合金熔体含杂量控制在0.08mm2/kg以内。

[0032] 本发明限定较低的铝合金熔体含杂量，能够防止铝合金厚板及轮毂内部含有夹杂等缺陷，提高产品质量。

[0033] 步骤二，将所述铸锭依次进行锯切、铣面，将锯切铣面好的铸锭置入加热炉进行均匀化处理，然后热轧，得到厚板；

[0034] 铸锭均匀化处理的温度为550～580℃，其保温时间不低于6h。

[0035] 热轧的初轧温度为450～510℃；

[0036] 热轧的终轧厚度为30～200mm；

[0037] 均匀化处理过程中，主要组织变化是枝晶偏析消除、非平衡相溶解和过饱和的过渡元素相沉淀，溶质的浓度逐渐均匀化。在均匀化处理的过程中，不溶的过剩相也会发生聚集、球化。本发明将经过均匀化处理的铝合金板材缓慢冷却，在缓慢冷却的过程中，高温下溶入固溶体的溶质，将按溶解度随温度降低而减小的规律，在晶粒内部较均匀地沉淀析出。温度升高将使扩散过程大大加速，为加速均匀化过程，则尽可能提高均匀化处理的温度。

[0038] 步骤三，根据锻造轮毂坯料所需体积，将厚板制备（可以是锯切或冲裁）成方片或圆片。

[0039] 厚板制备成方片或圆片之前或之后，采用超声波探伤仪对其进行探伤检测，检测合格后，即得到锻造轮毂用高强铝合金厚板。

[0040] 传统锻造铝合金轮毂是以铸态铝合金圆棒为原材料，本发明生产的铝合金厚板能够根据铝合金轮毂的大小计算所需坯料的体积制备成方片或圆片。

[0041] 实施例 1

[0042] 首先将铝锭熔化后，待熔体温度为730～750℃时，向其中加入AlSi20、AlCu50、AlMn10 等中间合金和覆盖剂，当中间合金全部熔化搅拌熔体；待熔体温度降至720℃～740℃，向其中加入Mg，并充分搅拌，成分调整合格后进行造渣、除气精炼、静置，最后通过半连续铸造机浇铸成型，得到铸锭；

[0043] 将铸锭尾部锯切120mm，然后每面铣削16～18mm，铸锭铣完面后表面不允许有粘铝、气孔、夹渣、腐蚀、表面裂纹及疏松、铝屑，不允许有脏物；

[0044] 然后将铸锭送入加热炉进行加热均匀化处理，金属温度到达560℃后保温9h；

[0045] 均匀化处理后降温降至510℃出炉热轧至100mm，然后根据19寸轮毂锻造毛坯所需的体积锯切成100mm×278mm×278mm的方片，将方片进行超声波探伤，检测合格后即制备成锻造轮毂专用高强铝合金厚板方片。

[0046] 实施例 2

[0047] 首先将铝锭熔化后，待熔体温度为730～750℃时，向其中加入AlSi20、AlCu50、AlMn10 等中间合金和覆盖剂，当中间合金全部熔化搅拌熔体；待熔体温度降至720～740℃，向其中加入Mg，并充分搅拌，成分调整合格后进行造渣、除气精炼、静置，最后通过半连续铸造机浇铸成型，得到铸锭；

[0048] 将铸锭尾部锯切120mm，然后每面铣削16～18mm，铸锭铣完面后表面不允许有粘铝、气孔、夹渣、腐蚀、表面裂纹及疏松、铝屑，不允许有脏物；

[0049] 然后将铸锭送入加热炉进行加热均匀化处理，金属温度到达570℃后保温7h；

[0050] 均匀化处理后降温降至480℃出炉热轧至123mm，然后根据22.5寸轮毂锻造毛坯所需的体积锯切成Ø420×123的圆片，将圆片进行超声波探伤，检测合格后即制备成锻造轮毂专用高强铝合金厚板圆片。