1.本发明涉及合金材料技术领域，具体涉及一种铝合金材料及铝合金车轮的制备方法。
背景技术：
2.铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。因而广泛应用于航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，汽车行业常用于汽车车轮的制造，铝合金车轮相比较于传统的钢车轮的优点是重量轻，制造精度高，惯性阻力小，散热能力强，视觉效果好等等。但是由于铝的熔点低，硬度低，使用铝合金材料制备的铝合金车轮机械强度相对比较低，会显著地降低铝合金车轮的使用寿命，同时也增加了使用风险。目前，铝合金车轮的制造工艺一般流程为：液态模锻
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水冷
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去中心孔
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x光检测
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热处理
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机加工，液态模锻后的水冷是将车轮毛坯降温以适应x光设备的要求，经过x光检测后又要进行热处理，这样冷却后重新加热会造成能源的极大浪费，加大生产成本，同时也会降低生产效率。
技术实现要素：
3.本发明目的在于提供一种铝合金材料，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
4.为解决上述技术问题所采用的技术方案：
5.一种铝合金材料，包含al，按重量百分数计，还包括如下组分：1.2～1.6wt％si、1.5～2.5wt％mg、0.05～0.15wt％ti、0.005～0.01wt％ce和0.005～0.01wt％sb。
6.优选地，按重量百分数计，铝合金材料还包括如下组分：0.05～0.15wt％cr、1～4wt％cu或0.03～0.08wt％sn中的至少一种；优选的，包括0.05～0.15wt％cr、1～4wt％cu和0.03～0.08wt％sn。
7.上述铝合金材料的原料可按照上述各组分，取铝锭、镁锭、分别含有上述si、cu等组分的铝硅合金、铝铜合金等中间合金以及含有ce、sb组分的稀土合金作为原料，采用常规的铝合金制备方法，将各原料进行熔炼、除气、扒渣、浇铸，调整各组分含量至本发明限定的范围值，即可得到所述的铝合金材料。
8.本发明的第二个目的在于提供一种铝合金车轮的制备方法，包括以下步骤：
9.s1：将所述铝合金材料进行熔化至700～730℃；
10.s2：将经过s1步骤熔化后的铝合金材料进行液态模锻，得到车轮毛坯；
11.s3：将所述车轮毛坯进行去中心孔处理，再进行热处理；所述热处理包括固溶处理和时效处理；
12.s4：将所述经过热处理后的车轮毛坯进行x光检测，然后进行机加工，得到铝合金车轮。
13.优选地，s2中，所述液态模锻的过程具体为：将车轮模具的上、下模分别固定在液
锻设备的上、下模架上，上、下模具之间形成待加工的车轮产品型腔，将经过s1步骤熔化后的铝合金材料注入车轮模具内，利用液锻设备驱动车轮模具进行合模成型，成型过程中，加压速度为5～30mm/s，比压为65～100mpa，并在该压力下保压110～170s。
14.优选地，s3中，将所述车轮毛坯通过辊道运输进行去中心孔处理前，为了防止车轮毛坯降温，辊道上通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在350～420℃。
15.优选地，s3中，所述去中心孔处理的过程具体为：采用机械手将所述车轮毛坯置于压力机的模具上，利用压力机对所述车轮毛坯进行去中心孔。压力机去中心孔效率高，降低了车轮毛坯的温度损失。
16.优选地，所述压力机的压力为800～850吨。
17.优选地，s3中，将所述车轮毛坯通过辊道运输进行热处理前，为了防止车轮毛坯降温，辊道上通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在350～420℃。
18.优选地，s3中，所述固溶处理的温度为545～550℃，保温时间为210～240min，淬火水温为50～60℃。
19.优选地，s3中，所述时效处理的温度为170～175℃，保温时间为180～210min。
20.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
21.1、本发明铝合金材料基于si、mg、ti、ce和sb元素的合理配比和协同作用，明显改善了材料的组织和力学性能，使铝合金材料的质量大幅度提升，将其用于制备铝合金车轮，抗拉强度可达410mpa以上，延伸率可达7％以上，满足了汽车对铝合金车轮质量的要求。
22.2、本发明通过取消了传统的液态模锻后的水冷环节，可以充分利用液态模锻后车轮毛坯的高温余热，去中心孔后即进行热处理，避免了由于水冷降低温度后需要重新加热，节约了能源，提高了生产效率。
23.3、本发明将x光检测放到了热处理后，一方面时效处理的温度较低，另一方面时效处理后的车轮可以通过辊道自然降温或者通过水冷降温后再进行x光检测，以适应x光设备的要求，通过x光检测保证了产品的质量。
具体实施方式
24.以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
25.实施例1
26.一种铝合金材料，包含al，按重量百分数计，还包括如下组分：1.4wt％si、0.1wt％ti、0.005wt％ce、0.008wt％sb、0.1wt％cr、2.5wt％cu、2wt％mg、0.05wt％sn。
27.利用上述铝合金材料制备铝合金车轮的方法，具体包括如下步骤：
28.s1：将上述铝合金材料进行熔化至730℃；
29.s2：将车轮模具的上、下模分别固定在液锻设备的上、下模架上，上、下模具之间形成待加工的车轮产品型腔，将经过s1步骤熔化后的铝合金材料注入车轮模具内，利用液锻设备驱动车轮模具进行合模成型，成型过程中，加压速度为20mm/s，比压为80mpa，并在该压力下保压140s，得到车轮毛坯；
30.s3：将所述车轮毛坯通过辊道输送到压力机处，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在350℃，采用机械手将车轮毛坯置于压力机的模具上，利用压力机对车轮毛坯进行去中心孔，压力机的压力为800吨；再将去中心孔后的车轮毛坯通过辊道输送到热处理炉进行热处理，即固溶处理和时效处理，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在350℃，固溶处理的温度为545℃，保温时间为220min，淬火水温为55℃，时效处理的温度为170℃，保温时间为200min；
31.s4：将所述经过热处理后的车轮毛坯进行x光检测，然后采用机床依次进行内外表面机械加工、钻风孔、螺栓孔后，得到铝合金车轮。
32.本实施例制备的铝合金车轮的抗拉强度可达442mpa，延伸率可达7％。
33.实施例2
34.一种铝合金材料，包含al，按重量百分数计，还包括如下组分：1.2wt％si、0.15wt％ti、0.005wt％ce、0.01wt％sb、0.15wt％cr、0.8wt％cu、2.5wt％mg、0.03wt％sn。
35.利用上述铝合金材料制备铝合金车轮的方法，具体包括如下步骤：
36.s1：将上述铝合金材料进行熔化至730℃；
37.s2：将车轮模具的上、下模分别固定在液锻设备的上、下模架上，上、下模具之间形成待加工的车轮产品型腔，将经过s1步骤熔化后的铝合金材料注入车轮模具内，利用液锻设备驱动车轮模具进行合模成型，成型过程中，加压速度为30mm/s，比压为100mpa，并在该压力下保压110s，得到车轮毛坯；
38.s3：将所述车轮毛坯通过辊道输送到压力机处，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在400℃，采用机械手将车轮毛坯置于压力机的模具上，利用压力机对车轮毛坯进行去中心孔，压力机的压力为800吨；再将去中心孔后的车轮毛坯通过辊道输送到热处理炉进行热处理，即固溶处理和时效处理，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在400℃，固溶处理的温度为550℃，保温时间为210min，淬火水温为50℃，时效处理的温度为170℃，保温时间为180min；
39.s4：将所述经过热处理后的车轮毛坯进行x光检测，然后采用机床依次进行内外表面机械加工、钻风孔、螺栓孔后，得到铝合金车轮。
40.本实施例制备的铝合金车轮的抗拉强度可达416mpa，延伸率可达9％。
41.实施例3
42.一种铝合金材料，包含al，按重量百分数计，还包括如下组分：1.6wt％si、0.05wt％ti、0.01wt％ce、0.005wt％sb、0.05wt％cr、4wt％cu、1.5wt％mg、0.08wt％sn。
43.利用上述铝合金材料制备铝合金车轮的方法，具体包括如下步骤：
44.s1：将上述铝合金材料进行熔化至700℃；
45.s2：将车轮模具的上、下模分别固定在液锻设备的上、下模架上，上、下模具之间形成待加工的车轮产品型腔，将经过s1步骤熔化后的铝合金材料注入车轮模具内，利用液锻设备驱动车轮模具进行合模成型，成型过程中，加压速度为5mm/s，比压为65mpa，并在该压力下保压170s，得到车轮毛坯；
46.s3：将所述车轮毛坯通过辊道输送到压力机处，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在420℃，采用机械手将车轮毛坯置于压力机的模具上，利用压力机对车轮毛坯进行去中心孔，压力机的压力为850吨；再将去中心孔后的车轮毛坯通过辊道输送到热
处理炉进行热处理，即固溶处理和时效处理，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在420℃，固溶处理的温度为545℃，保温时间为240min，淬火水温为60℃，时效处理的温度为175℃，保温时间为210min；
47.s4：将所述经过热处理后的车轮毛坯进行x光检测，然后采用机床依次进行内外表面机械加工、钻风孔、螺栓孔后，得到铝合金车轮。
48.本实施例制备的铝合金车轮的抗拉强度可达413mpa，延伸率可达10％。
49.对比例1(与实施例1的区别在于组分si的含量不在本发明限定范围)
50.一种铝合金材料，包含al，按重量百分数计，还包括如下组分：2wt％si、0.1wt％ti、0.005wt％ce、0.008wt％sb、0.1wt％cr、2.5wt％cu、2wt％mg、0.05wt％sn。
51.利用上述铝合金材料制备铝合金车轮的方法，具体包括如下步骤：
52.s1：将上述铝合金材料进行熔化至730℃；
53.s2：将车轮模具的上、下模分别固定在液锻设备的上、下模架上，上、下模具之间形成待加工的车轮产品型腔，将经过s1步骤熔化后的铝合金材料注入车轮模具内，利用液锻设备驱动车轮模具进行合模成型，成型过程中，加压速度为20mm/s，比压为80mpa，并在该压力下保压140s，得到车轮毛坯；
54.s3：将所述车轮毛坯通过辊道输送到压力机处，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在350℃，采用机械手将车轮毛坯置于压力机的模具上，利用压力机对车轮毛坯进行去中心孔，压力机的压力为800吨；再将去中心孔后的车轮毛坯通过辊道输送到热处理炉进行热处理，即固溶处理和时效处理，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在350℃，固溶处理的温度为545℃，保温时间为220min，淬火水温为55℃，时效处理的温度为170℃，保温时间为200min；
55.s4：将所述经过热处理后的车轮毛坯进行x光检测，然后采用机床依次进行内外表面机械加工、钻风孔、螺栓孔后，得到铝合金车轮。
56.本对比例制备的铝合金车轮的抗拉强度可达449mpa，延伸率可达6.6％。
57.对比例2(与实施例1的区别在于组分ti的含量不在本发明限定范围)
58.一种铝合金材料，包含al，按重量百分数计，还包括如下组分：1.4wt％si、0.02wt％ti、0.005wt％ce、0.008wt％sb、0.1wt％cr、2.5wt％cu、2wt％mg、0.05wt％sn。
59.利用上述铝合金材料制备铝合金车轮的方法，具体包括如下步骤：
60.s1：将上述铝合金材料进行熔化至730℃；
61.s2：将车轮模具的上、下模分别固定在液锻设备的上、下模架上，上、下模具之间形成待加工的车轮产品型腔，将经过s1步骤熔化后的铝合金材料注入车轮模具内，利用液锻设备驱动车轮模具进行合模成型，成型过程中，加压速度为20mm/s，比压为80mpa，并在该压力下保压140s，得到车轮毛坯；
62.s3：将所述车轮毛坯通过辊道输送到压力机处，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在350℃，采用机械手将车轮毛坯置于压力机的模具上，利用压力机对车轮毛坯进行去中心孔，压力机的压力为800吨；再将去中心孔后的车轮毛坯通过辊道输送到热处理炉进行热处理，即固溶处理和时效处理，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在350℃，固溶处理的温度为545℃，保温时间为220min，淬火水温为55℃，时效处理的温度为170℃，保温时间为200min；
63.s4：将所述经过热处理后的车轮毛坯进行x光检测，然后采用机床依次进行内外表面机械加工、钻风孔、螺栓孔后，得到铝合金车轮。
64.本对比例制备的铝合金车轮的抗拉强度可达378mpa，延伸率可达6.9％。
65.对比例3(与实施例1的区别在于组分ce的含量不在本发明限定范围)
66.一种铝合金材料，包含al，按重量百分数计，还包括如下组分：1.4wt％si、0.1wt％ti、0.02wt％ce、0.008wt％sb、0.1wt％cr、2.5wt％cu、2wt％mg、0.05wt％sn。
67.利用上述铝合金材料制备铝合金车轮的方法，具体包括如下步骤：
68.s1：将上述铝合金材料进行熔化至730℃；
69.s2：将车轮模具的上、下模分别固定在液锻设备的上、下模架上，上、下模具之间形成待加工的车轮产品型腔，将经过s1步骤熔化后的铝合金材料注入车轮模具内，利用液锻设备驱动车轮模具进行合模成型，成型过程中，加压速度为20mm/s，比压为80mpa，并在该压力下保压140s，得到车轮毛坯；
70.s3：将所述车轮毛坯通过辊道输送到压力机处，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在350℃，采用机械手将车轮毛坯置于压力机的模具上，利用压力机对车轮毛坯进行去中心孔，压力机的压力为800吨；再将去中心孔后的车轮毛坯通过辊道输送到热处理炉进行热处理，即固溶处理和时效处理，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在350℃，固溶处理的温度为545℃，保温时间为220min，淬火水温为55℃，时效处理的温度为170℃，保温时间为200min；
71.s4：将所述经过热处理后的车轮毛坯进行x光检测，然后采用机床依次进行内外表面机械加工、钻风孔、螺栓孔后，得到铝合金车轮。
72.本对比例制备的铝合金车轮的抗拉强度可达382mpa，延伸率可达5.7％。
73.对比例4(与实施例1的区别在于组分sb的含量不在本发明限定范围)
74.一种铝合金材料，包含al，按重量百分数计，还包括如下组分：1.4wt％si、0.1wt％ti、0.005wt％ce、0.001wt％sb、0.1wt％cr、2.5wt％cu、2wt％mg、0.05wt％sn。
75.利用上述铝合金材料制备铝合金车轮的方法，具体包括如下步骤：
76.s1：将上述铝合金材料进行熔化至730℃；
77.s2：将车轮模具的上、下模分别固定在液锻设备的上、下模架上，上、下模具之间形成待加工的车轮产品型腔，将经过s1步骤熔化后的铝合金材料注入车轮模具内，利用液锻设备驱动车轮模具进行合模成型，成型过程中，加压速度为20mm/s，比压为80mpa，并在该压力下保压140s，得到车轮毛坯；
78.s3：将所述车轮毛坯通过辊道输送到压力机处，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在350℃，采用机械手将车轮毛坯置于压力机的模具上，利用压力机对车轮毛坯进行去中心孔，压力机的压力为800吨；再将去中心孔后的车轮毛坯通过辊道输送到热处理炉进行热处理，即固溶处理和时效处理，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在350℃，固溶处理的温度为545℃，保温时间为220min，淬火水温为55℃，时效处理的温度为170℃，保温时间为200min；
79.s4：将所述经过热处理后的车轮毛坯进行x光检测，然后采用机床依次进行内外表面机械加工、钻风孔、螺栓孔后，得到铝合金车轮。
80.本对比例制备的铝合金车轮的抗拉强度可达388mpa，延伸率可达5.4％。
81.对比例5(与实施例1的区别在于组分mg的含量不在本发明限定范围)
82.一种铝合金材料，包含al，按重量百分数计，还包括如下组分：1.4wt％si、0.1wt％ti、0.005wt％ce、0.008wt％sb、0.1wt％cr、2.5wt％cu、0.5wt％mg、0.05wt％sn。
83.利用上述铝合金材料制备铝合金车轮的方法，具体包括如下步骤：
84.s1：将上述铝合金材料进行熔化至730℃；
85.s2：将车轮模具的上、下模分别固定在液锻设备的上、下模架上，上、下模具之间形成待加工的车轮产品型腔，将经过s1步骤熔化后的铝合金材料注入车轮模具内，利用液锻设备驱动车轮模具进行合模成型，成型过程中，加压速度为20mm/s，比压为80mpa，并在该压力下保压140s，得到车轮毛坯；
86.s3：将所述车轮毛坯通过辊道输送到压力机处，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在350℃，采用机械手将车轮毛坯置于压力机的模具上，利用压力机对车轮毛坯进行去中心孔，压力机的压力为800吨；再将去中心孔后的车轮毛坯通过辊道输送到热处理炉进行热处理，即固溶处理和时效处理，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在350℃，固溶处理的温度为545℃，保温时间为220min，淬火水温为55℃，时效处理的温度为170℃，保温时间为200min；
87.s4：将所述经过热处理后的车轮毛坯进行x光检测，然后采用机床依次进行内外表面机械加工、钻风孔、螺栓孔后，得到铝合金车轮。
88.本对比例制备的铝合金车轮的抗拉强度可达342mpa，延伸率可达6.9％。
89.对比例6(与实施例1的区别在于不含有组分sb)
90.一种铝合金材料，包含al，按重量百分数计，还包括如下组分：1.4wt％si、0.1wt％ti、0.005wt％ce、0.1wt％cr、2.5wt％cu、2wt％mg、0.05wt％sn。
91.利用上述铝合金材料制备铝合金车轮的方法，具体包括如下步骤：
92.s1：将上述铝合金材料进行熔化至730℃；
93.s2：将车轮模具的上、下模分别固定在液锻设备的上、下模架上，上、下模具之间形成待加工的车轮产品型腔，将经过s1步骤熔化后的铝合金材料注入车轮模具内，利用液锻设备驱动车轮模具进行合模成型，成型过程中，加压速度为20mm/s，比压为80mpa，并在该压力下保压140s，得到车轮毛坯；
94.s3：将所述车轮毛坯通过辊道输送到压力机处，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在350℃，采用机械手将车轮毛坯置于压力机的模具上，利用压力机对车轮毛坯进行去中心孔，压力机的压力为800吨；再将去中心孔后的车轮毛坯通过辊道输送到热处理炉进行热处理，即固溶处理和时效处理，输送过程中通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在350℃，固溶处理的温度为545℃，保温时间为220min，淬火水温为55℃，时效处理的温度为170℃，保温时间为200min；
95.s4：将所述经过热处理后的车轮毛坯进行x光检测，然后采用机床依次进行内外表面机械加工、钻风孔、螺栓孔后，得到铝合金车轮。
96.本对比例制备的铝合金车轮的抗拉强度可达370mpa，延伸率可达6.7％。
97.从对比例1
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5可看出，si、mg、ti、ce和sb含量超出设计成分范围的上限或下限，导致铝合金车轮的抗拉强度和延伸率均下降；从对比例6可看成，由于不含有组分sb，导致铝合金车轮的抗拉强度和延伸率均下降。
98.上面对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。