本发明涉及铝合金材料领域，具体涉及一种适用于汽车摆臂的铝合金材料及其制备方法。
背景技术：
1、汽车摆臂位于悬架的位置，作为悬架的导向和支撑，是底盘悬挂系统的重要组成部件，它将车架和车轮连接在一起，起到缓冲减震的作用，保证车辆在行驶过程中的稳定性。如果汽车摆臂损坏，就会导致车辆的稳定性降低，方向盘变得不好控制，甚至驾驶在凹凸不平的路上时出现异常，容易发生事故。
2、汽车摆臂的作用非常重要，目前摆臂的材质主要分为两大类：一类是铸铁或钢质摆臂，另一类则是采用铝合金材料打造。前者使用率较高，基本上大部分车型都采用了铸铁或钢质摆臂，主要是其造价相对不高，能让整车的成本得到更好的控制。铝合金材质最大的特点是质量较轻，对于汽车而言，轻量化是设计的一方面，但是其造价也会更高，并且相较于钢制汽车摆臂，现有铝合金汽车摆臂产品的强度、韧性及抗疲劳特性均较差。
3、依据现有的铝合金汽车摆臂，在保持轻量化的前提下，提升其断裂韧性和抗疲劳特性，增加使用寿命，是本发明的一个是重要方向。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种适用于汽车摆臂的铝合金材料及其制备方法。
2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
3、一种适用于汽车摆臂的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料各组分及质量百分比为：si:0.7％-0.9％，fe:0.1％-0.2％，mn:0.45％-0.65％，v:0.05％-0.15％，mg:1.15％-1.35％，zr:0.1％-0.2％，re:0.1％-0.2％，余量为al和其他不可避免的杂质元素。
4、根据上述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料各组分及质量百分比为：si:0.85％，fe:0.15％，mn:0.58％，v:0.10％，mg:1.32％，zr:0.15％，re:0.12％，余量为al和其他不可避免的杂质元素。
5、根据上述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料中：mg+si≤2.2％。
6、根据上述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料中：0.15％≤zr+re≤0.35％。
7、根据上述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料中：0.45％≤mn+v≤0.75％。
8、一种制备上述铝合金材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
9、(1)熔炼：按照质量百分比将各组分加入熔炼炉中，熔化、精炼、扒渣、静置，得到铝合金熔液；
10、(2)铸造：将铝合金熔液进行铸造形成铸锭；
11、(3)挤压：将铝合金铸锭进行挤压，得到棒状原材料；
12、(4)变形热处理：将步骤(3)得到的棒状原材料加热，锻造成型，得到铝合金汽车摆臂锻件，然后进行淬火及时效处理。
13、根据上述的方法，其特征在于，所述步骤(1)的熔炼工艺为：按质量百分比,先将纯铝、纯镁、铝硅合金加入熔炼炉中，加热至720-730℃并搅拌使合金完全熔化，然后加入铝铁合金、铝锰合金、铝钒合金、铝锆合金和铝稀土中间合金，继续升温至750-760℃，待合金元素全部熔化后搅拌取样调整成分；将铝合金熔液的温度调整至730～740℃，喷入精炼剂进行精炼处理，然后升温至760-780℃，通入氩气进行除气精炼，精炼后扒渣；将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至730～740℃。
14、根据上述的方法，其特征在于，所述步骤(2)的铸造工艺为：将经步骤(1)处理后的铝合金熔液通过热顶式铸造机进行铸造成型，其中，铸造速度为85-95mm/min，冷却水压为0.06-0.08mpa，铝合金熔液的温度保持730～740℃。
15、根据上述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中挤压工艺为：将铝合金铸锭、工模具、挤压机进行预热，铝合金铸锭的预热温度为：480℃-500℃，工模具的预热温度为：450℃-460℃，挤压机的预热温度为：410℃-420℃，预热时间为15-10min。保证挤压出口温度为500℃-510℃，控制棒材出口速度为3.0m/min-4.5m/min，随后挤压棒材经过在线风雾冷却至180℃，空冷至室温，得到棒状原材料。
16、根据上述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中变形热处理工艺为：将步骤(3)得到的棒状原材料预热到525-535℃，模具预热到420-430℃，迅速进行锻造成型。锻造完成后将铝合金汽车摆臂锻件放入淬火炉中进行淬火，其中淬火水温为40-50℃。冷却后直接将铝合金锻件放入时效炉中，加热到190℃，保温0.5-1h；随后降低温度到165℃，保温7-9h。。
17、本发明的有益效果为：
18、1.本发明对合金元素成分进行优化，si元素和mg元素提高材料的强度和延伸率，保证铝合金材料的加工性能；mn元素和v元素能够提升材料的再结晶温度，保证合金产品的精细组织特征，有利于进一步提高铝合金的强度和刚性；zr元素和re元素与铝形成的细小弥散分布的析出相可以保证铝合金汽车摆臂锻件高断裂韧性和高抗疲劳特性。
19、2.本发明采用淬火和“高温短时+低温长时”时效的热处理工艺，提升gp区和形核点密度，促进铝合金内部组织形成高密度弥散分布的组织特征，有效提升铝合金汽车摆臂锻件的力学性能。
20、3.本发明取消了传统铸造的铸锭均匀化处理过程，将合金热处理加热和锻造过程的预热过程结合起来，降低能源损耗及物料转移的人力和物力消耗，实现了铝合金汽车摆臂锻件的短流程、低成本制造。
21、4.本发明通过对铝合金材料的成分优化、通过熔炼、挤压、变形热处理工艺，得到的铝合金汽车摆臂锻件具有轻量化、高强度、高断裂韧性、高抗疲劳特性等优异性能，是目前市场上汽车摆臂的一个有效替代方案。
1.一种适用于汽车摆臂的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料各组分及质量百分比为：si:0.7％-0.9％，fe:0.1％-0.2％，mn:0.45％-0.65％，v:0.05％-0.15％，mg:1.15％-1.35％，zr:0.1％-0.2％，re:0.1％-0.2％，余量为al和其他不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料各组分及质量百分比为：si:0.85％，fe:0.15％，mn:0.58％，v:0.10％，mg:1.32％，zr:0.15％，re:0.12％，余量为al和其他不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1-2所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料中：mg+si≤2.2％。
4.根据权利要求1-2所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料中：0.15％≤zr+re≤0.35％。
5.根据权利要求1-2所述的一种适用于汽车摆臂的铝合金材料及其锻造工艺，其特征在于，所述铝合金材料中：0.45％≤mn+v≤0.75％。
6.一种制备如权利要求1-4所述铝合金材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的熔炼工艺为：按质量百分比,先将纯铝、纯镁、铝硅合金加入熔炼炉中，加热至720-730℃并搅拌使合金完全熔化，然后加入铝铁合金、铝锰合金、铝钒合金、铝锆合金和铝稀土中间合金，继续升温至750-760℃，待合金元素全部熔化后搅拌取样调整成分；将铝合金熔液的温度调整至730～740℃，喷入精炼剂进行精炼处理，然后升温至760-780℃，通入氩气进行除气精炼，精炼后扒渣；将精炼后的铝合金熔液静置，待铝合金熔液温度降至730～740℃。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的铸造工艺为：将经步骤(1)处理后的铝合金熔液通过热顶式铸造机进行铸造成型，其中，铸造速度为85-95mm/min，冷却水压为0.06-0.08mpa，铝合金熔液的温度保持730～740℃。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中挤压工艺为：将铝合金铸锭、工模具、挤压机进行预热，铝合金铸锭的预热温度为：480℃-500℃，工模具的预热温度为：450℃-460℃，挤压机的预热温度为：410℃-420℃，预热时间为15-10min。保证挤压出口温度为500℃-510℃，控制棒材出口速度为3.0m/min-4.5m/min，随后挤压棒材经过在线风雾冷却至180℃，空冷至室温，得到棒状原材料。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中变形热处理工艺为：将步骤(3)得到的棒状原材料预热到525-535℃，模具预热到420-430℃，迅速进行锻造成型。锻造完成后将铝合金汽车摆臂锻件放入淬火炉中进行淬火，其中淬火水温为40-50℃。冷却后直接将铝合金锻件放入时效炉中，加热到190℃，保温0.5-1h；随后降低温度到165℃，保温7-9h。