本发明专利技术提供了一种商用铝合金锻造车轮及其制备方法，涉及铝合金加工技术领域。其包括将熔体铸造成圆铸锭坯料，随后对所述铸锭坯料进行均匀化处理、铸锭坯料锯切、铸棒坯料加热、铸棒坯料热剥皮、三步锻造、固溶淬火、旋压轮辋、时效处理、车轮机加工、旋压型面喷丸、涂装，铝合金材料成分包括Si，Mg，Cu，Mn，Cr，Ti，Zr，Fe＜0.2%，Na＜0.0005%，Ca＜0.0005%，Pb＜0.005%以及余量的Al，Mg/Si质量比为1.3~1.5，铝合金材料按质量百分数计Mn+Cr为0.25~0.35%。该材料可满足商用车轮对性能的要求，可完全代替其他材料，实现材料的轻量化、高强度和良好的耐疲劳性能。疲劳性能。疲劳性能。
【技术实现步骤摘要】
商用铝合金锻造车轮及其制备方法
[0001]本专利技术涉及一种商用铝合金锻造车轮及其制备方法，属于铝合金加工
技术介绍
[0002]车轮是汽车轻量化的一个关键零部件，更是一个重要的安全部件，车轮在服役过程中，一方面要有较高的强度来支撑整车的重量，另一方面会受到径向和弯曲应力需要足够的抗疲劳性能。
[0003]高端商用车铝合金车轮的制作方法主要为锻造，锻造后进行机加工制造成成品车轮。目前，常规锻造的铝合金车轮会存在力学性能低、疲劳性能差等问题，导致车轮服役过程中出现疲劳裂纹或是降低车轮使用寿命，特别是车轮轮辋部位易出现强度和疲劳性能低。另外，现有工艺材料利用率低，废品率高，增加了材料成本。本专利技术提供的工艺流程具有低碳环保、节约能源的优点。
技术实现思路
[0004]本专利技术目的是提供了一种商用铝合金锻造车轮及其制备方法，其具有较高的强度和疲劳性能，可满足商用车对车轮性能的要求，可完全代替其他材料，实现材料的轻量化和高强度。
[0005]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：1.一种商用铝合金锻造车轮，其特征在于：铝合金材料成分按质量百分数计包括Si：0.6~0.8%，Mg：0.9~1.2%，Cu：0.25~0.32%，Mn：0.08~0.12%，Cr：0.15~0.25%，Ti：0.025~0.030%，Zr：0.003~0.006%，Fe＜0.2%，Na＜0.0005%，Ca＜0.0005%，Pb＜0.005%以及余量的Al，Mg/Si质量比为1.3~1.5，铝合金材料按质量百分数计Mn+Cr为0.25~0.35%。
[0006]2. 根据权利要求1所述商用铝合金锻造车轮，其特征在于：铝合金材料的T6态抗拉强度为400~430MPa，屈服强度为380
‑
410MPa，延伸率≥15%，径向疲劳试验为2.8加载系数下完成100万转无裂纹。
[0007]3.一种商用铝合金锻造车轮制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将熔体铸造成锭坯料：该铝合金中，按质量百分数计包括Si：0.6~0.8%，Mg：0.9~1.2%，Cu：0.25~0.32%，Mn：0.08~0.12%，Cr：0.15~0.25%，Ti：0.025~0.030%，Zr：0.003~0.006%，Fe＜0.2%，Na＜0.0005%，Ca＜0.0005%，Pb＜0.005%以及余量的Al；坯料中的氢含量小于等于0.10ml/100gAl，渣含量小于等于0.1mm2/kgAl，铸锭疏松面积小于等于0.0001；（2）铸棒坯料热剥皮:铸棒热剥皮后温度为540~550℃；（3）三步锻造：包括预锻、终锻和扩孔，预锻的锻造比为4~5，终锻的锻造比为3~4，预锻开始和终锻结束温度温度降低小于30~40℃；（4）旋压轮辋：旋压轮辋的时机为固溶淬火后2~3小时内完成，旋压变形量为起旋
点位置变形量40~50%，轮辋深槽位置变形量30~40%；(5) 旋压型面喷丸: 用不锈钢球垂直喷射轮毂表面，喷枪与轮毂距离150
‑
200mm，喷丸目数20~30目。
[0008]4.根据权利要求3所述商用铝合金锻造车轮制备方法，其特征在于，熔体铸造成锭坯料时，熔体处理采用带两个旋转喷嘴的SNIF在线除气与双级板式过滤相结合的方式，SNIF除气是采用氩气与氯气混合，氩气流量在4.0~5.0m
³
/h，氯气流量在0.2~0.4m
³
/h，转子转速在400
‑
450rpm，所述双级过滤板的直径分别是30ppi和50ppi。
[0009]5.根据权利要求3所述商用铝合金锻造车轮制备方法，其特征在于，熔体铸造成锭坯料时，采用废料比例为20~40%，所述废料为生产同成分锻造车轮全流程产生的一级废料，采用的晶粒细化剂为Al
‑
5Ti
‑
0.2C，加入量为1.8~2.2kg/t熔体。
[0010]6.根据权利要求3所述商用铝合金锻造车轮制备方法，其特征在于，其还包括铸锭坯料进行均匀化处理，均匀化处理是采用三级均匀化处理，第一级为360~400℃保温4~6h，第二级为520~540℃保温1~2h，第三级为555~575℃保温6~8h，均匀化结束后喷水冷却。
[0011]7.根据权利要求6所述的一种商用铝合金锻造车轮的制备方法，其特征在于，均匀化处理后其还包括铸棒坯料加热和铸棒坯料热剥皮，铸棒坯料加热炉温度为550~560℃，加热时间2.5~3.5h；热剥皮厚度为单边2~4mm，剥皮速度为40~80mm/s。
[0012]8.根据权利要求3所述的一种商用铝合金锻造车轮的制备方法，其特征在于，预锻时样件受力2~3 T/cm2，锻造剪切速度15
‑
30mm/sec，锻造模具温度400~470℃，上模和下模间距离为10~15mm保压10~15s，终锻时样件受力4~5T/cm2，锻造剪切速度5
‑
15mm/sec，锻造模具温度430
‑
480℃上模和下模间距离为8~13mm保压15~20s，扩孔时扩孔角度20
‑
30
°
，冲孔压力40
‑
50T，行程180
‑
260mm；或者预锻用水基石墨润滑剂润滑，终锻用油基润滑剂润滑，喷射压力2
‑
5kg/cm
²
，润滑剂层厚度为20~40μm。
[0013]9.根据权利要求3所述的一种商用铝合金锻造车轮的制备方法，其特征在于，三步锻造后还包括固溶淬火，固溶淬火的固溶温度为525~545℃，时间为3~4h，淬水转移时间小于15s，锻坯出水后温度小于40℃。
[0014]10.根据权利要求3所述的一种商用铝合金锻造车轮的制备方法，其特征在于，旋压轮辋时先将旋压定位面准确的定位到模具中心，机床的转速1200~1800r/min，模具转速300~600r/min，起旋点进给速度为200~400mm/s，轮辋深槽位置进给速度500~700mm/s，旋轮转速300~500r/min，旋压尾顶行程600~800mm，合模后旋压模芯跳动＜0.1mm；旋压轮辋后还包括时效处理，时效处理为170~180℃保温8~10h，出炉后进行风冷。
[0015]本专利技术的优点在于：通过控制合金熔体质量及坯料的化学成分，调控锻造、热处理及加工硬化过程晶粒组织和析出相的变化，最终获得具有优异微结构的铝合金材料，该材料可满足商用车轮对性能的要求，可完全代替其他材料，实现材料的轻量化、高强度和良好的耐疲劳性能。此外，本专利技术对应上述的制备方法可以获得商用铝合金锻造车轮，其制备工艺流程衔接顺畅，工艺窗口具有可操作性，产品性能稳定。另外，本专利技术提供的方法具有低碳环保、节约能源的优点。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种商用铝合金锻造车轮，其特征在于：铝合金材料成分按质量百分数计包括Si：0.6~0.8%，Mg：0.9~1.2%，Cu：0.25~0.32%，Mn：0.08~0.12%，Cr：0.15~0.25%，Ti：0.025~0.030%，Zr：0.003~0.006%，Fe＜0.2%，Na＜0.0005%，Ca＜0.0005%，Pb＜0.005%以及余量的Al，Mg/Si质量比为1.3~1.5，铝合金材料按质量百分数计Mn+Cr为0.25~0.35%。2.根据权利要求1所述商用铝合金锻造车轮，其特征在于：经过T6热处理后，抗拉强度为400~430MPa，屈服强度为380
‑
410MPa，延伸率≥15%，径向疲劳试验为2.8加载系数下完成100万转无裂纹。3.一种商用铝合金锻造车轮制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将熔体铸造成锭坯料：该铝合金中，按质量百分数计包括Si：0.6~0.8%，Mg：0.9~1.2%，Cu：0.25~0.32%，Mn：0.08~0.12%，Cr：0.15~0.25%，Ti：0.025~0.030%，Zr：0.003~0.006%，Fe＜0.2%，Na＜0.0005%，Ca＜0.0005%，Pb＜0.005%以及余量的Al；坯料中的氢含量小于等于0.10ml/100gAl，渣含量小于等于0.1mm2/kgAl，铸锭疏松面积小于等于0.0001；（2）铸棒坯料热剥皮:铸棒热剥皮后温度为540~550℃；（3）三步锻造：包括预锻、终锻和扩孔，预锻的锻造比为4~5，终锻的锻造比为3~4，预锻开始和终锻结束温度温度降低小于30~40℃；（4）旋压轮辋：旋压轮辋的时机为固溶淬火后2~3小时内完成，旋压变形量为起旋点位置变形量40~50%，轮辋深槽位置变形量30~40%；(5) 旋压型面喷丸: 用不锈钢球垂直喷射轮毂表面，喷枪与轮毂距离150
‑
200mm，喷丸目数20~30目。4.根据权利要求3所述商用铝合金锻造车轮制备方法，其特征在于，熔体铸造成锭坯料时，熔体处理采用带两个旋转喷嘴的SNIF在线除气与双级板式过滤相结合的方式，SNIF除气是采用氩气与氯气混合，氩气流量在4.0~5.0m
³
/h，氯气流量在0.2~0.4m
³
/h，转子转速在400
‑
450rpm，所述双级过滤板的直径分别是30ppi和50ppi。5.根据权利要求3所述商用铝合金锻造车轮制备方法，其特征在于，熔体铸造成锭坯料时，采用废料比...
【专利技术属性】
技术研发人员：李洪光，孙谱，李庆，丁有望，李东东，贾子瑞，秦作峰，
申请(专利权)人：茌平信发铝制品有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。