一种摩托车轮毂用铝合金板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种摩托车轮毂用铝合金板及其制备方法，该铝合金板中含有元素Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Ti以及Al；由纯度＞99.7％的纯铝定及硅粉、铁粉、铜粉、铬粉、纯镁锭及铝钛硼丝经过熔炼、铸造、铣面、均热化处理、热轧、退火操作得到摩托车轮毂用铝合金板。该方法即为采用熔铸大板锭—热轧厚板、退火得到铝合金厚板，旋压方法制成摩托车轮毂产品，得到的铝合金厚板内应力小，化学成分均匀、有效的消除了偏析、晶粒破碎完整、晶粒度均匀，阻止性能好、耐磨，无空洞、夹渣，能够大大提高摩托车轮毂用铝合金厚板的使用寿命、满足摩托车铝合金产业的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铝合金
，具体涉及一种摩托车轮毂用铝合金板及其制备方法。技术背景轮毂，即轮胎内廓用以支撑轮胎的圆桶形、中心装配在轴上的部件。常见的汽车轮毂有钢制轮毂及铝合金制轮毂。钢制轮毂的强度高、常用于大型载重汽车，但是钢制轮毂的质量重、增加了汽车的能源消耗，且外形单一，不符合如今低碳、时尚的理念，正在逐渐被铝合金轮毂所代替。与钢制轮毂相比，铝合金轮毂的密度小，约为钢的1/3，即采用相同体积的铝合金轮毂将比钢轮毂的质量轻2/3。有统计表明，在铝合金重量比钢重量轻2/3的条件下，汽车整车的质量会减少10％，燃油效率可以提高6～8％，因此推广铝合金轮毂对于节能减排、低碳生活具有重要的意义；铝的导热率高于钢的导热率，因此在等同的条件下，铝合金的散热性能优于钢的散热性能。铝合金能时效强化，未经过时效处理的铝合金轮毂铸坯强度低，易于加工成型，并且经过耐腐蚀处理以及涂装着色后的铝合金轮毂色泽多样、精制美观。铝合金轮毂的生产方法主要有铸造法、锻造法、冲压法和旋压法等。目前摩托车轮毂主要采用铸造铝合金法所生产，铸造铝合金经过锻压、退火、旋压加工为轮毂毛坯，铸造铝合金法虽然经过锻压程序，但是单纯的加热处理成分均匀性差、易偏析、内应力无法完全消除，且锻压程度量不及热轧板带法，锻压量小造成的内应力大、晶粒破碎不均且粗大等缺点无法消除。本专利技术采用熔铸大板锭—热轧厚板、退火、旋压制成摩托车轮毂产品，生产的产品塑性好、旋压无开裂，轮毂产品经淬火时效后力学性能均匀、稳定，优良的内部组织结构有效的消除了组织条纹等不良缺陷的存在。
技术实现思路
为了达到上述目的，本专利技术提供了一种摩托车轮毂用铝合金板及其制备方法，该方法经过熔炼、铸造、铣面、均热化处理、加热、热粗轧、退火等操作制备了抵抗祖率、平整、内部无孔洞及夹渣，具有较高塑性及延伸率的铝合金厚板。本专利技术是通过以下技术方案实现的一种摩托车轮毂用铝合金板，所述的铝合金板中各元素的质量百分比如下：Si为0.45～0.55％，Fe为0.3～0.4％，Cu为0.15～0.20％，Mn≤0.10％，Mg为0.85～0.95％，Cr为0.18～0.23％，Zn≤0.10％，Ti为0.03～0.04％，其余的为Al。一种摩托车轮毂用铝合金板的制备方法，包括以下步骤：(1)熔炼、铸造工艺a.在熔炼炉中加入纯度＞99.7％的铝锭，并加入Si质量百分含量为75％的硅粉、Fe质量百分含量为75％的铁粉、Cu质量百分含量为75％的铜粉、Cr质量百分含量为75％的铬粉、纯度为99.98％的纯镁锭以及铝钛硼丝；在720～760℃条件下进行熔炼，熔炼4.5～5.5小时之后进行精炼，精炼完成后继续熔炼0.5～1小时，完成熔炼炉内的熔炼；熔炼过程中经过检测调控使得铝合金溶液中各元素的质量百分比符合Si为0.45～0.55％，Fe为0.3～0.4％，Cu为0.15～0.20％，Mn≤0.10％，Mg为0.85～0.95％，Cr为0.18～0.23％，Zn≤0.10％，Ti为0.03～0.04％，其余的为Al；b.将步骤a熔炼完之后的铝液送入静置炉中在720～750℃条件下进行精炼，精炼完成后除去浮渣，静置20～40min，即完成静置炉内的熔炼过程；c.对步骤b经过静置炉之后的铝液进行铸造，得到铝合金铸锭：所述的铝液进行铸造过程包括以下步骤：铝液经过静置炉导炉进入一级过滤装置，一级过滤完成之后经一级过滤导入在线除气装置，在线除气后导入二级过滤及三级过滤，过滤除去的铝渣直径≤0.005mm，过滤完成后铸造得到铝合金铸锭；(2)铣面：对步骤(1)得到的铸锭进行铣面，大面单侧铣面量≥12mm，小面单侧铣面量≥10mm，铸锭两边厚度差≤3mm；(3)均热化处理：对步骤(2)铣面之后的铝合金铸锭进行均热化处理；(4)热轧：将步骤(3)均热化处理之后的铝合金铸锭放置至室温，然后进行加热处理，加热完成后对铸锭进行热粗轧，并使用乳化液进行润滑和冷却得到铝合金板材；(5)退火：用硅酸棉包裹步骤(4)得到的铝合金板材进行退火，在退火炉内进行退火，退火完成后出炉进行缓慢冷却，即得到产品铝合金厚板。所述的摩托车轮毂用铝合金板的制备方法，步骤(1)a所述熔炼炉内的精炼为采用氮氯混合气体进行精炼作业、精炼时间为25～35min；步骤(1)b所述静置炉内的精炼为采用氮氯混合气体进行精炼作业、精炼时间为30～50min。所述的摩托车轮毂用铝合金板的制备方法，步骤(1)c所述铝液进行铸造过程中的温度为695～710℃、所用总时间为1.5～2.0小时。所述的摩托车轮毂用铝合金板的制备方法，步骤(1)c所述的一级过滤装置的过滤板精度为50PPi；一级过滤之后采用高纯氩气对铝液进行在线除气，在线除气石墨转子的转速≥450r/min，在线除气之后氢含量≤0.15ml/100g Al；在线除气之后导入二级过滤及三级过滤，所述二级过滤的过滤板精度为60PPi，所述三级过滤采用的装置为22管管式过滤装置。所述的摩托车轮毂用铝合金板的制备方法，步骤(3)所述的均热化处理为炉气定温490±5℃，炉膛温度达到490±5℃时开始保温，保温时间为2～3小时；保温完成后改定炉气温度为450～460℃，金属温度为450～460℃时开始保温，保温时间为4.5～5.5小时，保温结束后出炉自然冷却；均热炉中炉气温度由室温经过2～3小时升温至490±5℃，炉气温度由490±5℃经过2～4小时降温至450～460℃。所述的摩托车轮毂用铝合金板的制备方法，步骤(4)所述的加热处理为在对铝铸锭进行均热化处理之后将铸锭装入推进式加热炉中，炉气定温440～460℃，金属温度达到390～400℃时保温4～8小时；保温完成后炉气改定为450℃，金属温度达到415～425℃时出炉进行热轧。所述的摩托车轮毂用铝合金板的制备方法，步骤(4)所述的热轧为采用1+1热连轧机进行热粗轧，热粗轧在415～425℃条件下开坯，粗轧13～15个道次可逆式轧制，每个道次的轧制厚度为25～40mm，粗轧后的成品厚度在23～25mm之间，热粗轧之后的终轧温度为350～380℃；所述的热粗轧所用乳液的压力为0.35～0.45MPa，热粗轧时的乳液温度为60～65℃、质量浓度为4.0～5.0％。所述的摩托车轮毂用铝合金板的制备方法，步骤(5)所述的采用退火炉进行退火，退火工艺为炉气定温440～460℃，炉气温度由室温升温至440～460℃所用的时间为8-10小时，金属温度达到310～330℃时进行保温4～6小时，保温结束后即完成退火，出炉进行缓慢冷却。与现有技术相比，本专利技术具有以下积极有益效果(1)本专利技术采用熔铸大板锭-热轧厚板、退火、旋压方法制成摩托车轮毂产品，采用熔铸大板锭作为毛坯所生产的摩托车轮毂产品，较铸造铝合金有明显优势，铸锭经均匀化处理，具有内应力小、化学成分均匀、有效消除偏析等优点，热粗轧大压下量、可逆式轧制晶粒破碎完整、晶粒度均匀；(2)本专利技术所述的熔铸过程中采用高效、便捷的除气除渣方法，铸造过程中同时进行除气及三级过滤，有效降低了铝液中氢的含量、完全除去了氧化渣且控制铝内杂质粒径在0.005mm以内，有效防止孔洞、针孔的产生给摩托车轮毂用铝合金板带来的内部缺陷；(3)本专利技术生产的摩托车轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩托车轮毂用铝合金板，其特征在于，所述的铝合金板中各元素的质量百分比如下：Si为0.45～0.55％，Fe为0.3～0.4％，Cu为0.15～0.20％，Mn≤0.10％，Mg为0.85～0.95％，Cr为0.18～0.23％，Zn≤0.10％，Ti为0.03～0.04％，其余的为Al。

【技术特征摘要】
1.一种摩托车轮毂用铝合金板，其特征在于，所述的铝合金板中各元素的质量百分比如下：Si为0.45～0.55％，Fe为0.3～0.4％，Cu为0.15～0.20％，Mn≤0.10％，Mg为0.85～0.95％，Cr为0.18～0.23％，Zn≤0.10％，Ti为0.03～0.04％，其余的为Al。2.一种权利要求1所述摩托车轮毂用铝合金板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)熔炼、铸造工艺a.在熔炼炉中加入纯度＞99.7％的铝锭，并加入Si质量百分含量为75％的硅粉、Fe质量百分含量为75％的铁粉、Cu质量百分含量为75％的铜粉、Cr质量百分含量为75％的铬粉、纯度为99.98％的纯镁锭以及铝钛硼丝；在720～760℃条件下进行熔炼，熔炼4.5～5.5小时之后进行精炼，精炼完成后继续熔炼0.5～1小时，完成熔炼炉内的熔炼；熔炼过程中经过检测控制使得铝合金溶液中各元素的质量百分比符合Si为0.45～0.55％，Fe为0.3～0.4％，Cu为0.15～0.20％，Mn≤0.10％，Mg为0.85～0.95％，Cr为0.18～0.23％，Zn≤0.10％，Ti为0.03～0.04％，其余的为Al；b.将步骤a熔炼完之后的铝液送入静置炉中在720～750℃条件下进行精炼，精炼完成后除去浮渣，静置20～40min，即完成静置炉内的熔炼过程；c.对步骤b经过静置炉之后的铝液进行铸造，得到铝合金铸锭：所述的铝液进行铸造过程包括以下步骤：铝液经过静置炉导炉进入一级过滤装置，一级过滤完成之后经一级过滤导入在线除气装置，在线除气后导入二级过滤及三级过滤，过滤除去的铝渣直径≤0.005mm，过滤完成后铸造得到铝合金铸锭；(2)铣面：对步骤(1)得到的铝合金铸锭进行铣面，大面单侧铣面量≥12mm，小面单侧铣面量≥10mm，铸锭两边厚度差≤3mm；(3)均热化处理：对步骤(2)铣面之后的铝合金铸锭进行均热化处理；(4)热轧：将步骤(3)均热化处理之后的铝合金铸锭放置至室温，然后进行加热处理，加热完成后对铸锭进行热粗轧，并使用乳化液进行润滑和冷却得到铝合金板材；(5)退火：用硅酸棉包裹步骤(4)得到的铝合金板材进行退火，在退火炉内进行退火，退火完成后出炉进行缓慢冷却，即得到产品。3.根据权利要求2所述的摩托车轮毂用铝合金板的制备方法，其特征在于，步骤(1)a所述熔炼炉内的精炼为采用氮氯混合气体进行精炼作业、精炼时间为25～35min；步骤(1)b所述静置炉内的精炼为采用氮氯混合气体进行精炼...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国锋，
申请(专利权)人：河南明泰铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41