一种高强铝合金轻卡大梁及其制造方法转让专利
申请号 : CN202010506216.0
文献号 : CN111661156B
文献日 : 2021-08-13
发明人 : 黄铁明 , 黄帧荣 , 冯永平 , 张建雷 , 池海涛
申请人 : 福建祥鑫股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种高强铝合金轻卡大梁,所述高强铝合金轻卡大梁采用铝合金材料制成,其特征在于,所述铝合金由以下质量百分数的组分组成:0.001‑0.05%的硅、0.04‑0.35%的锆、
4.0‑9.0%的锌、0.001‑0.6%的铁、0.001‑0.45%的锰、1.0‑4.0%的镁、1.0‑3.0%的铜和
0.001‑0.20%的杂质元素,剩余为金属铝;
所述高强铝合金轻卡大梁采用如下热处理工艺处理:步骤一、淬火,淬火温度为460‑480℃,采用水作为淬火剂进行淬火;
步骤二、自然时效1.0‑3.0h后在室温下静置;
步骤三、将室温下静置结束后的工件加热至125‑135℃,然后保持工件在125‑135℃静置6‑24h;
车架包括左纵梁(1)、右纵梁(2)、第一横梁总成(3)、第二横梁总成(4)、第三横梁总成(5)、第四横梁总成(6)、第五横梁总成(7)、第六横梁总成(8)和第七横梁总成(9);
所述左纵梁(1)包括上翼面一(101)、下翼面一(102)和侧翼面一(103),所述左纵梁(1)和右纵梁(2)结构对称;
所述第一横梁总成(3)包括一条横梁一(301)和位于横梁一(301)两端的连接板一(302),所述连接板一(302)包括上翼面二(302A)、下翼面二(302B)和侧翼面二(302C);所述横梁一(301)的上端面的两侧分别与位于其同侧的上翼面二(302A)铆接,所述横梁一(301)的下端面的两侧分别与位于其同侧的下翼面二(302B)铆接,所述上翼面二(302A)与上翼面一(101)铆接,所述下翼面二(302B)与下翼面一(102)铆接;所述侧翼面一(103)与侧翼面二(302C)铆接;
所述第二横梁总成(4)包括一根横梁二(401)和位于横梁二(401)两端的连接板二(402),所述第三横梁总成(5)、第四横梁总成(6)、第五横梁总成(7)、第六横梁总成(8)和第七横梁总成(9)的结构与第二横梁总成(4)的结构相同;所述连接板二(402)包括上翼面三(402A)、下翼面三(402B)和侧翼面三(402C);所述横梁二(401)的上端面的两侧分别与位于其同侧的上翼面三(402A)铆接,所述横梁二(401)的下端面的两侧分别与位于其同侧的下翼面三(402B)铆接,所述上翼面三(402A)与上翼面一(101)铆接,所述下翼面三(402B)与下翼面一(102)铆接;所述侧翼面一(103)与侧翼面三(402C)铆接;
所述第一横梁总成(3)、第二横梁总成(4)、第三横梁总成(5)、第四横梁总成(6)、第五横梁总成(7)、第六横梁总成(8)和第七横梁总成(9)均垂直于车架中心对称平面。
2.根据权利要求1所述的高强铝合金轻卡大梁,其特征在于,所述步骤一中淬火温度为
465‑475℃。
3.根据权利要求2所述的高强铝合金轻卡大梁,其特征在于,所述步骤二中自然时效
1.5‑2.5h。
4.根据权利要求1所述的高强铝合金轻卡大梁,其特征在于,所述步骤三中工件加热至
128‑132℃。
5.根据权利要求1所述的高强铝合金轻卡大梁,其特征在于,所述热处理工艺中坩埚熔炼前彻底清洗炉渣和氧化残余物,所使用的辅助融化工具,彻底清除铝合金残留物、滞后涂料和氧化残余物。
6.根据权利要求5所述的高强铝合金轻卡大梁,其特征在于,所述左纵梁(1)和右纵梁(2)构成的车架整体的对角线之差小于等于2mm,所述左纵梁(1)的上翼面一(101)的垂直度公差小于0.001mm,所述左纵梁(1)的下翼面一(102)的垂直度公差小于0.001mm。
7.根据权利要求5所述的高强铝合金轻卡大梁,其特征在于,所述第一横梁总成(3)中的横梁一(301)与车架中心对称平面的垂直度公差小于2mm;所述第二横梁总成(4)、第三横梁总成(5)、第四横梁总成(6)、第五横梁总成(7)、第六横梁总成(8)和第七横梁总成(9)中的横梁二(401)与车架中心对称平面的垂直度公差小于2mm。
8.根据权利要求7所述的高强铝合金轻卡大梁,其特征在于,所述侧翼面一(103)上开设有铆接孔一(10),所述侧翼面二(302C)和侧翼面三(402C)上开设有与铆接孔一(10)配套的铆接孔二(11),所述侧翼面一(103)和侧翼面二(302C)采用自锁螺母依次穿过铆接孔一(10)和铆接孔二(11)铆接,所述侧翼面一(103)和侧翼面三(402C)采用自锁螺母依次穿过铆接孔一(10)和铆接孔二(11)铆接。
说明书 :
一种高强铝合金轻卡大梁及其制造方法
技术领域
背景技术
和硅元素等,通过固溶、析出强化等手段生产出的一次性塑形材料。高强钢材料耐腐蚀性能
低,所以需要在高强钢表面镀一层锌金属以提高材料耐腐蚀性能,但是电镀金属锌工艺过
程会产生大量电镀废液,对环境有损坏。此外现有汽车大梁中间横梁结构复杂。所以现有汽
车大梁在使用过程中存在以下技术问题。一是高强钢密度大,横梁自身重量占据汽车有效
运载重量比例较大;二是中间横梁结构复杂,安装和拆卸不便;三是原有大梁在生产过程中
需要经过电镀锌层,造成环境污染。所以本发明提供了一种高强铝合金轻卡大梁及其原料
组分及其热处理工艺,以解决上述技术问题。
发明内容
度可达510MPa以上,抗拉伸强度可达615MPa以上,断裂强度可达585Mpa以上。
翼面二铆接,所述横梁一的下端面的两侧分别与位于其同侧的下翼面二铆接,所述上翼面
二与上翼面一铆接,所述下翼面二与下翼面一铆接;所述侧翼面一与侧翼面二铆接;
的结构相同;所述连接板二包括上翼面三、下翼面三和侧翼面三;所述横梁二的上端面的两
侧分别与位于其同侧的上翼面三铆接,所述横梁二的下端面的两侧分别与位于其同侧的下
翼面三铆接,所述上翼面三与上翼面一铆接,所述下翼面三与下翼面一铆接;所述侧翼面一
与侧翼面三铆接;
面一的垂直度公差小于 0.001mm。
成、第六横梁总成和第七横梁总成中的横梁二与车架中心对称平面的垂直度公差小于2mm。
母依次穿过铆接孔一和铆接孔二铆接,上述侧翼面一和侧翼面三采用自锁螺母依次穿过铆
接孔一和铆接孔二铆接。
锰、1.0‑4.0%的镁、1.0‑3.0%的铜和0.001‑0.20%的杂质元素,剩余为金属铝。
余物。
经济效应。本发明中具有较明显的强度增强的效果,所得高强铝合金屈服强度可达510MPa
以上,抗拉伸强度可达615MPa以上,断裂强度可达585Mpa以上。
简化。其中第一横梁总成、第二横梁总成、第三横梁总成、第四横梁总成、第五横梁总成、第
六横梁总成和第七横梁总成分别与左纵梁之间可拆卸连接,第一横梁总成、第二横梁总成、
第三横梁总成、第四横梁总成、第五横梁总成、第六横梁总成和第七横梁总成分别与右纵梁
之间可拆卸连接,连接方式简单,便于零件替换,进一步的,通过在侧翼面一上开设有铆接
孔一,在侧翼面二和侧翼面三上开设有与铆接孔一配套的铆接孔二,最后通过自锁螺母穿
过铆接孔一和铆接孔二实现侧翼面二和侧翼面三分别与侧翼面一固定连接,提高第一横梁
总成、第二横梁总成、第三横梁总成、第四横梁总成、第五横梁总成、第六横梁总成和第七横
梁总成与左纵梁和右纵梁的连接牢固程度。
硬度和强度;再通过热处理工艺,能够有效降低枝晶偏析情况出现,生产出的合金微观结构
紧密,整齐,进一步提高合金硬度和强度;此外,铝合金材料由于表面具有钝化的致密氧化
铝材料,所以具有很强的耐腐蚀性能,无需经过表面热镀锌处理,所以更加环保。
附图说明
域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附
图。
4‑第二横梁总成,401‑ 横梁二,402‑连接板二,402A‑上翼面三,402B‑下翼面三,402C‑ 侧
翼面三,5‑第三横梁总成,6‑第四横梁总成,7‑第五横梁总成,8‑ 第六横梁总成,9‑第七横
梁总成,10‑铆接孔一,11‑铆接孔二。
具体实施方式
本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范
围。
梁总成7、第六横梁总成8和第七横梁总成9;左纵梁1包括上翼面一101、下翼面一 102和侧
翼面一103,左纵梁1和右纵梁2结构对称;左纵梁1和右纵梁2构成的车架整体的对角线之差
小于等于2mm,左纵梁1的上翼面一101的垂直度公差小于0.001mm,左纵梁1的下翼面一 102
的垂直度公差小于0.001mm;
与位于其同侧的上翼面二302A铆接,横梁一301的下端面的两侧分别与位于其同侧的下翼
面二302B铆接,上翼面二302A与上翼面一101铆接,下翼面二302B与下翼面一102铆接;第二
横梁总成4包括一根横梁二401和位于横梁二401两端的连接板二402,第三横梁总成5、第四
横梁总成6、第五横梁总成7、第六横梁总成8和第七横梁总成 9的结构与第二横梁总成4的
结构相同;连接板二402包括上翼面三402A、下翼面三402B和侧翼面三402C;横梁二401的上
端面的两侧分别与位于其同侧的上翼面三402A铆接,横梁二401的下端面的两侧分别与位
于其同侧的下翼面三402B铆接,上翼面三402A与上翼面一101铆接,下翼面三402B与下翼面
一102铆接;第一横梁总成3、第二横梁总成4、第三横梁总成5、第四横梁总成 6、第五横梁总
成7、第六横梁总成8和第七横梁总成9均垂直于车架中心对称平面。第一横梁总成3中的横
梁一301与车架中心对称平面的垂直度公差小于2mm;第二横梁总成4、第三横梁总成5、第四
横梁总成6、第五横梁总成7、第六横梁总成8和第七横梁总成 9中的横梁二401与车架中心
对称平面的垂直度公差小于2mm。左纵梁1、右纵梁2、第一横梁总成3、第二横梁总成4、第三
横梁总成5、第四横梁总成6、第五横梁总成7、第六横梁总成8和第七横梁总成9构成车架,结
构简单,体积较小,能够减少车架重量。其中第一横梁总成3、第二横梁总成4、第三横梁总成
5、第四横梁总成 6、第五横梁总成7、第六横梁总成8和第七横梁总成9分别与左纵梁1之间
可拆卸连接,第一横梁总成3、第二横梁总成4、第三横梁总成5、第四横梁总成6、第五横梁总
成7、第六横梁总成8和第七横梁总成9分别与右纵梁2之间可拆卸连接,连接方式简单,便于
零件替换。
11,最后通过自锁螺母穿过铆接孔一10和铆接孔二11实现侧翼面二302C和侧翼面三402C分
别与侧翼面一103固定连接,提高第一横梁总成3、第二横梁总成4、第三横梁总成5、第四横
梁总成6、第五横梁总成7、第六横梁总成8和第七横梁总成9分别左纵梁1和右纵梁2的连接
牢固程度。具体改进如下:
梁总成7、第六横梁总成8和第七横梁总成9;左纵梁1包括上翼面一101、下翼面一 102和侧
翼面一103,侧翼面一103上开设有铆接孔一10,左纵梁 1和右纵梁2结构对称;左纵梁1和右
纵梁2构成的车架整体的对角线之差小于等于2mm,左纵梁1的上翼面一101的垂直度公差小
于 0.001mm,左纵梁1的下翼面一102的垂直度公差小于0.001mm;
与位于其同侧的上翼面二302A铆接,横梁一301的下端面的两侧分别与位于其同侧的下翼
面二302B铆接,上翼面二302A与上翼面一101铆接,下翼面二302B与下翼面一102铆接;侧翼
面二302C上开设有与铆接孔一10配套的铆接孔二11,侧翼面一103和侧翼面二302C采用自
锁螺母依次穿过铆接孔一10和铆接孔二11铆接,第二横梁总成4 包括一根横梁二401和位
于横梁二401两端的连接板二402,第三横梁总成5、第四横梁总成6、第五横梁总成7、第六横
梁总成8和第七横梁总成9的结构与第二横梁总成4的结构相同;连接板二402 包括上翼面
三402A、下翼面三402B和侧翼面三402C;横梁二401 的上端面的两侧分别与位于其同侧的
上翼面三402A铆接,横梁二 401的下端面的两侧分别与位于其同侧的下翼面三402B铆接,
上翼面三402A与上翼面一101铆接,下翼面三402B与下翼面一102 铆接;侧翼面三402C上开
设有与铆接孔一10配套的铆接孔二11,侧翼面一103和侧翼面三402C采用自锁螺母依次穿
过铆接孔一10 和铆接孔二11铆接;第一横梁总成3、第二横梁总成4、第三横梁总成5、第四
横梁总成6、第五横梁总成7、第六横梁总成8和第七横梁总成9均垂直于车架中心对称平面。
第一横梁总成3中的横梁一301与车架中心对称平面的垂直度公差小于2mm;第二横梁总成
4、第三横梁总成5、第四横梁总成6、第五横梁总成7、第六横梁总成8和第七横梁总成9中的
横梁二401与车架中心对称平面的垂直度公差小于2mm。
余为金属铝;
下步骤:
下步骤:
下步骤:
下步骤:
下步骤:
屈服强度、抗拉伸强度、断裂强度和断裂时间作为对比。其中对比例一的组分为:0.075%的
硅、0.32%的锆、7.6%的锌、0.002%的铁、0.43%的锰、2.5%的镁、2.5%的铜和0.16%的
杂质元素,剩余为金属铝;对比例二的组分为:0.09%的硅、0.26%的锆、5.5%的锌、
0.003%的铁、0.43%的锰、2.4%的镁、1.8%的铜和0.16%的杂质元素,剩余为金属铝。
果如下表所示。
和对比例2长。