一種汽車輪轂用鋁合金材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車輪轂用鋁合金材料，包括以下組分且各組分的質(zhì)量比例為：Si：12%～15%，Mg：14.4%～22.5%，Cu：1%～1.5%，F(xiàn)e：0.2%～1.3%，Zn：0.3%～0.9%，Mn：0.1%～0.4%，Nb：0.3%～0.6%，Ni：0.1%～0.3%，Li：1%～1.8%，Re：0.1%～1.5%，Cr：0.1%～0.3%，Sr：0.5%～1%，Sn：0.3%～0.5%，混合稀土：1%～2%，余量為Al。本發(fā)明通過以鋁作為合金的主要材質(zhì)，降低了材質(zhì)的密度，實現(xiàn)汽車輪轂的輕量化，鋁合金中添加的鍶元素，能有效提高鋁合金的強度和韌度，且在鋁合金錠中添加的鈦、硼元素，能使壓鑄品產(chǎn)生良好的晶粒細化，有效克服鑄造裂紋，同時具有良好的散熱性能。
【專利說明】一種汽車輪轂用鋁合金材料
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金材料的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是汽車輪轂用鋁合金材料的【技術(shù)領(lǐng)域】?！尽颈尘凹夹g(shù)】】 [0002]純鋁的密度小(P =2.7g/cm3)，大約是鐵的1/3，熔點低(660°C )，鋁是面心立方結(jié)構(gòu),故具有很高的塑性(δ:32~40%，Ψ: 70~90%)，易于加工，可制成各種型材、板材，抗腐蝕性能好；但是純鋁的強度很低，退火狀態(tài)Qb值約為8kgf/mm2，故不宜作結(jié)構(gòu)材料。通過長期的生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗，人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。添加一定元素形成的合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點的同時還能具有較高的強度，Qb值分別可達24~60kgf/mm2。這樣使得其“比強度”(強度與比重的比值ob/p )勝過很多合金鋼，成為理想的結(jié)構(gòu)材料，廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業(yè)等方面，飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金制造，以減輕自重。鋁合金在制作汽車輪轂上應(yīng)當滿足質(zhì)量輕、散熱快，同時還需要滿足一定的強韌度。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提出一種汽車輪轂用鋁合金材料，以鋁作為合金的主要材質(zhì)，降低了材質(zhì)的密度，實現(xiàn)汽車輪轂的輕量化，鋁合金中添加的鍶元素，能有效提高鋁合金的強度和韌度，且在鋁合金錠中添加的鈦、硼元素，能使壓鑄品產(chǎn)生良好的晶粒細化，有效克服鑄造裂紋，同時具有良好的散熱性能。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種汽車輪轂用鋁合金材料，包括以下組分且各組分的質(zhì)量比例為:S1:12% ~15%, Mg:14.4% ~22.5%, Cu:1% ~1.5%, Fe:0.2% ~1.3%,Zn:0.3% ~0.9%, Mn:0.1% ~0.4%, Nb:0.3% ~0.6%, N1:0.1% ~0.3%, Li: 1% ~1.8%, Re:
0.1% ~L 5%, Cr:0.1% ~0.3%, Sr:0.5% ~1%，Sn:0.3% ~0.5%,混合稀土: 1% ~2%，余量為Al。
[0005]作為優(yōu)選，包括以下組分且各組分的質(zhì)量比例為:Si:12%, Mg:14.4%, Cu:1%, Fe:
0.2%, Zn:0.3%, Mn:0.1%, Nb:0.3%, N1:0.1%, Li: 1%, Re:0.1%, Cr:0.1%, Sr:0.5%, Sn:0.3%,
混合稀土: 1%，余量為Al。
[0006]作為優(yōu)選，包括以下組分且各組分的質(zhì)量比例為:Si:13%, Mg:17%, Cu:1.2%，F(xiàn)e:0.5%, Zn:0.6%, Mn:0.2%, Nb:0.4%, N1:0.2%, L1:1.4%, Re:0.5%, Cr:0.2%, Sr:0.7%, Sn:
0.4%，混合稀土:1.5%，余量為Al。
[0007]作為優(yōu)選，包括以下組分且各組分的質(zhì)量比例為:Si:15%, Mg:22.5%，Cu:1.5%，F(xiàn)e:1.3%, Zn:0.9%, Mn:0.4%, Nb:0.6%, N1:0.3%, L1:1.8%, Re:1.5%, Cr:0.3%, Sr: 1%, Sn:
0.5%，混合稀土:2%，余量為Al。
[0008]作為優(yōu)選，所述混合稀土由Ce、Pr、La、Eu和Nd共同組成，其中Ce:30~40份，Pr:20 ~30 份，La:35 ~45 份，Eu: 15 ~20 份，Nd: 10 ~15 份。
[0009]作為優(yōu)選，所述Mg與Si的比例為1.2~1.5:1，合金中Mg與Si結(jié)合成的Mg2Si的沉淀相為β"相。
[0010]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過以鋁作為合金的主要材質(zhì)，降低了材質(zhì)的密度，實現(xiàn)汽車輪轂的輕量化，鋁合金中添加的鍶元素，能有效提高鋁合金的強度和韌度，且在鋁合金錠中添加的鈦、硼元素，能使壓鑄品產(chǎn)生良好的晶粒細化，有效克服鑄造裂紋，同時Re與其他元素能夠形成Al-Mg-S1-Re-B體系，具有良好的散熱性能，同時添加的稀土元素能夠改善鋁合金的綜合性能。
【【具體實施方式】】
[0011]本發(fā)明一種汽車輪轂用鋁合金材料，包括以下組分且各組分的質(zhì)量比例為:Si:12% ~15%，Mg:14.4% ~22.5%, Cu:1% ~L 5%, Fe:0.2% ~L 3%, Zn:0.3% ~0.9%, Mn:
0.1% ~0.4%, Nb:0.3% ~0.6%, N1:0.1% ~0.3%, Li:1% ~1.8%, Re:0.1% ~1.5%, Cr:
0.1%~0.3%, Sr:0.5%~1%，Sn:0.3%~0.5%,混合稀土: 1%~2%，余量為Al，所述混合稀土由Ce、Pr、La、Eu和Nd共同組成，其中Ce:30~40份，Pr:20~30份，La:35~45份，Eu:15~20份，Nd:10~15份，所述Mg與Si的比例為1.2~1.5:1，合金中Mg與Si結(jié)合成的Mg2Si的沉淀相為β "相。
[0012]實施例一:
[0013]本發(fā)明一種汽車輪轂用鋁合金材料，包括以下組分且各組分的質(zhì)量比例為:Si:12%, Mg:14.4%, Cu:1%, Fe:0.2%, Zn:0.3%, Mn:0.1%，Nb:0.3%, N1:0.1%，Li: 1%, Re:0.1%，Cr:0.1%，Sr:0.5%，Sn:0.3%，混合稀土:1%，余量為 Al，所述混合稀土由 Ce、Pr、La、Eu 和 Nd共同組成，其中Ce:30份，Pr:20份，La:35份，Eu:15份，Nd:10份，所述Mg與Si的比例為
1.2:1，合金中Mg與Si結(jié)合成的Mg2Si的沉淀相為β "相。
[0014]實施例二:
[0015]本發(fā)明一種汽車輪轂用鋁合金材料，包括以下組分且各組分的質(zhì)量比例為:Si:13%, Mg:17%, Cu:1.2%, Fe:0.5%, Zn:0.6%, Mn:0.2%, Nb:0.4%, N1:0.2%, L1:1.4%, Re:0.5%,Cr:0.2%，Sr:0.7%，Sn:0.4%，混合稀土:1.5%，余量為 Al，所述混合稀土由 Ce、Pr、La、Eu 和Nd共同組成，其中Ce:35份，Pr:25份，La:40份，Eu:18份，Nd:12份，所述Mg與Si的比例為1.3:1，合金中Mg與Si結(jié)合成的Mg2Si的沉淀相為β "相。
[0016]實施例三:
[0017]本發(fā)明一種汽車輪轂用鋁合金材料，包括以下組分且各組分的質(zhì)量比例為:Si:15%, Mg:22.5%, Cu:1.5%, Fe:1.3%, Zn:0.9%, Mn:0.4%, Nb:0.6%, N1:0.3%, L1:1.8%, Re:
1.5%，Cr:0.3%，Sr:1%，Sn:0.5%，混合稀土:2%，余量為 Al，所述混合稀土由 Ce、Pr、La、Eu和Nd共同組成，其中Ce:40份，Pr:30份，La:45份，Eu:20份，Nd:15份，所述Mg與Si的比例為1.5:1，合金中Mg與Si結(jié)合成的Mg2Si的沉淀相為β "相。
[0018]本發(fā)明通過以鋁作為合金的主要材質(zhì)，降低了材質(zhì)的密度，實現(xiàn)汽車輪轂的輕量化，鋁合金中添加的鍶元素，能有效提高鋁合金的強度和韌度，且在鋁合金錠中添加的鈦、硼元素，能使壓鑄品產(chǎn)生良好的晶粒細化，有效克服鑄造裂紋，同時Re與其他元素能夠形成Al-Mg-S1-Re-B體系，具有良好的散熱性能，合金中Mg與Si結(jié)合成的Mg2Si的沉淀相為β "相，β "相為Mg2Si沉淀相的最小形式，呈細長的棒狀，彌散分布，能最大限度的提高合金的機械強度。[0019]稀土元素由于具有獨特的核外電子結(jié)構(gòu)，作為一種重要的合金化元素，在冶金、材料領(lǐng)域起著獨特的作用，例如凈化合金熔體、細化合金組織、提高合金力學(xué)性能和耐腐蝕性能等。稀土元素在鋁合金熔體中具有除氫、除氧、除硫、除鐵、除夾雜物的作用，達到除氣精煉、凈化熔體的效果；稀土元素在固液界面前沿富集引起成分過冷，過冷區(qū)形成新的形核帶而形成細等軸晶，此外稀土的富集使其起到阻礙晶粒長大的作用，進一步促進了晶粒的細化；稀土元素能夠與鋁合金中有害雜質(zhì)(如鐵、鎳等)結(jié)合，降低它們的強陰極性作用，并且能夠優(yōu)化合金組織結(jié)構(gòu)，抑制陰極過程，從而提高合金基體的耐蝕性能。此外，稀土的加入使合金表面生成更加致密的腐蝕產(chǎn)物膜，抑制合金的進一步腐蝕，因此稀土能夠有效地提高鋁合金耐腐蝕性能；稀土的加入抑制了氧、硫等雜質(zhì)元素引起的組織疏松作用，減少了氣孔及縮松等鑄造缺陷，提高了鑄件質(zhì)量，從而減少在疲勞過程中裂紋源的產(chǎn)生；另一方面，稀土添加引起的晶粒細化、第二相強化及固溶強化增強了鎂合金的抗疲勞性能。 [0020]上述實施例是對本發(fā)明的說明，不是對本發(fā)明的限定，任何對本發(fā)明簡單變換后的方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車輪轂用鋁合金材料，其特征在于:包括以下組分且各組分的質(zhì)量比例為:S1: 12% ~15%, Mg: 14.4% ~22.5%, Cu: 1% ~1.5%, Fe:0.2% ~1.3%, Zn:0.3% ~0.9%, Mn:0.1% ~0.4%, Nb:0.3% ~0.6%, N1:0.1% ~0.3%, Li:1% ~1.8%, Re:0.1% ~1.5%, Cr:0.1% ~0.3%, Sr:0.5% ~1%，Sn:0.3% ~0.5%,混合稀土: 1% ~2%，余量為 Al。
2.如權(quán)利要求1所述的一種汽車輪轂用鋁合金材料，其特征在于:包括以下組分且各組分的質(zhì)量比例為:Si:12%, Mg:14.4%, Cu: 1%, Fe:0.2%, Zn:0.3%, Mn:0.1%，Nb:0.3%, Ni:0.1%，Li: 1%, Re:0.1%，Cr:0.1%，Sr:0.5%, Sn:0.3%，混合稀土:1%，余量為 Al。
3.如權(quán)利要求1所述的一種汽車輪轂用鋁合金材料，其特征在于:包括以下組分且各組分的質(zhì)量比例為:Si:13%, Mg:17%, Cu:1.2%, Fe:0.5%, Zn:0.6%, Mn:0.2%, Nb:0.4%, Ni:0.2%, Li:1.4%, Re:0.5%, Cr:0.2%, Sr:0.7%, Sn:0.4%，混合稀土:1.5%，余量為 Al。
4.如權(quán)利要求1所述的一種汽車輪轂用鋁合金材料，其特征在于:包括以下組分且各組分的質(zhì)量比例為:Si:15%, Mg:22.5%, Cu:1.5%, Fe:1.3%, Zn:0.9%, Mn:0.4%, Nb:0.6%,Ni:0.3%, Li:1.8%, Re:1.5%, Cr:0.3%, Sr: 1%, Sn:0.5%，混合稀土:2%，余量為 Al。
5.如權(quán)利要求1所述的一種汽車輪轂用鋁合金材料，其特征在于:所述混合稀土由Ce、Pr、La、Eu和Nd共同組成，其中Ce:30~40份，Pr:20~30份，La:35~45份，Eu: 15~20 份，Nd: 10 ~15 份。
6.如權(quán)利要求1所述的一種汽車輪轂用鋁合金材料，其特征在于:所述Mg與Si的比例為1.2~1.5:1，合金中Mg與Si結(jié)合成的Mg2Si的沉淀相為β "相。
【文檔編號】B60B27/00GK103924136SQ201410158820
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】李云, 俞華仁, 吳少英, 劉文平 申請人:吉林萬豐奧威汽輪有限公司