一种用于轮毂的铝合金材料及铸造方法
【专利摘要】本发明属于汽车轮毂领域，具体为一种用于轮毂的铝合金材料及铸造方法，铝合金材料，按质量百分含量，由如下组分制备而成：硅5%?8%、镁3%?8%、铜0.01%?0.03%、锌0.01%?0.02%、锰3%?5%、钛1%?6%、铬0.5%?3%、四针状氧化锌10%?12%、镁盐晶须1%?5%，余量为铝。其有效提高了铝合金轮毂的综合力学性能，且制备得到的铝合金轮毂成分均匀，无局部缺陷。
【专利说明】
-种用于轮穀的错合金材料及铸造方法
技术领域
[0001] 本发明属于汽车轮穀领域，具体为一种用于轮穀的侣合金材料及铸造方法。
【背景技术】
[0002] 侣合金轮穀具有重量轻、节能降耗、价格低、表面质量高、散热性好、易于成型W及 减振性能好等优点，在汽车领域有着广泛的应用。但随着汽车工业的快速发展，对侣合金轮 穀的性能要求也不断提高，现有的侣合金轮穀还存在一些问题，如强度不够、重量较重，加 工性能差，散热性差，变质处理效果有限，铸件质量不稳定等问题，因此，需要进一步提高轮 穀用侣合金的综合性能。
[0003] 为解决上述技术问题，现已有相关技术方案，如中国专利CN105671463A公开了 "一 种四针状氧化锋晶须增强侣合金轮穀及其制备方法"，在该专利中介绍了所述侣合金轮穀 按照重量百分比计，由W下组分制成：四针状氧化锋晶须8~14%、娃12~16%、锁1.0~1.5%、 粗0.12~0.18%、儀2.0~2.8%、儘1.8~2.4%、铭0.40~0.56%和余量的侣;配料，烙化，雾化， 得侣合金粉末;球磨混料，冷等静压制，脱模，包套处理，再进行升溫保压处理，得巧料；加 热，社制，锻压，旋压成形得轮穀毛巧;经热处理、机加工及表面处理，即得轮穀成品。但其存 在的问题是成本较高，且工艺复杂，同时因为成分中含粗，在制备侣合金轮穀时极易发生氧 化。也有中国专利CN105525157A公开一种"一种侣合金汽车轮穀铸造工艺"，包括如下步骤： a、金属烙炼:采用Al-Si-MgS元合金侣材烙炼成合金液;b、诱注:采用低压诱注，诱注溫度 控制在600-700°C，充型压力为0.02-0.03M化，充型时间7-9s，凝固保压压力为0.05- 0.06MPa，保压时间为8-10min，泄压冷却后脱模。但上述方式都没有有效控制侣合金在铸造 过程中的成分偏析，最终使得侣合金轮穀的性能不佳，容易出现局部缺陷。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于轮穀的侣合金材料及铸造方法，其 有效提高了侣合金轮穀的综合力学性能，且制备得到的侣合金轮穀成分均匀，无局部缺陷。
[0005] 为了实现上述技术目的，本发明采取的具体的技术方案为，一种用于轮穀的侣合 金材料，按质量百分含量，由如下组分制备而成： 娃 日％-8〇/〇 儀 3%-8〇/〇 铜 0.01〇/〇-〇.03〇/〇 锋 0.0!%-0.02% 车孟 3%-5% 铁 1%-6〇/〇 铭 0.5%-3〇/〇 四针状氧化锋10%-12% 儀盐晶须 1%-5〇/〇， 余量为侣。
[0006] 作为本发明改进的技术方案，按质量百分含量，由如下组分制成： 娃 6〇/〇-7% 儀 日%-7〇/〇 铜 0.01〇/〇-〇.02〇/〇 锋 0.0!%-0.02% 车孟 4%-5% 铁 3%-6〇/〇 铭 0.5%-1〇/〇 四针状氧化锋 儀盐晶须 1%-2〇/〇， 余量为侣。
[0007] 本发明的另一目的在于提供一种用于轮穀的侣合金材料的制备方法，包括如下步 骤:a、按上述质量百分比，称取各组分原料;b、在铸造模具内表面涂覆铸造涂料，将四针状 氧化锋铺设于铸造涂料表面;C、将儀、铜、锋、儘、铁、铭、儀盐晶须W及侣粉混合均匀并研磨 成颗粒为lum-1.5um的混合粉末;d、将混合粉末加热至完全烙融，将铸造模具加热至800°C- 900°C，让诱注模具处于恒溫状态，将烙融的混合粉末WO.61-0.68m/s的诱注速度诱注于铸 造模具中；e、诱注完成后立即从诱注口处对处于恒溫下的铸造模具进行加压，所加压力为 0.01-0.015MPa，加压保持时间为1-1.化;f、对诱注模具进行阶梯式冷却，第一阶段为将诱 注模具冷却至200-300°C，恒溫3-化，第二阶段为将诱注模具自然冷却至室溫;g、脱模处理， 并对工件进行去除毛边既得轮穀产品。
[0008] 作为本发明改进的技术方案，还包括对轮穀产品进行表面强化处理。
[0009] 作为本发明改进的技术方案，第一阶段为将诱注模具冷却至200-30(TC，具体冷却 方式为将铸造模具放入至室溫下水中或冷却油中冷却。
[0010] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： 本发明组分科学合理，配方简单，容易实施，通过合理控制铸造过程中的模具内涂层、 铸造压力W及铸造冷却方式，使得合金结晶均匀、强度高、耐腐蚀、耐冲击、耐热性好、无气 泡，铸造性能好。本发明方法制得的侣合金轮穀的室溫抗拉强度为420~500MPa，320°C条件 下的抗拉强度为300~310M化，屈服强度为329~340MPa，布氏硬度为100~128,延伸率为 14.0~14.8%，且所得轮穀产品无局部缺陷，各部分性能均一。
[0011] 该侣合金适用于制作高档轿车轮穀，经锻造后，表面光滑，外观美，质地轻，强度 高，安全系数高。本发明制备工艺简单易操作，能耗低，生产效率高，适合大规模化生产。
【具体实施方式】
[0012] 为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面对本发明实施例的技术方案 进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实 施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所 获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0013] 本技术领域技术人员可W理解，除非另外定义，运里使用的所有术语(包括技术术 语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该 理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意 义一致的意义，并且除非像运里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0014] 实施例1 一种用于轮穀的侣合金材料，按质量百分含量，由如下组分制备而成： 娃 5〇/〇 儀 3〇/〇 铜 O.OP/o 锋 0.01% 车孟 3% 铁 1〇/〇 铭 0.5〇/〇 四针状氧化锋10% 儀盐晶须 1呢， 余量为侣。
[0015] 本发明的另一目的在于提供一种用于轮穀的侣合金材料的制备方法，包括如下步 骤:a、按上述质量百分比，称取各组分原料;b、在铸造模具内表面涂覆铸造涂料，将四针状 氧化锋铺设于铸造涂料表面;C、将儀、铜、锋、儘、铁、铭、儀盐晶须W及侣粉混合均匀并研磨 成颗粒为lum的混合粉末;d、将混合粉末加热至完全烙融，将铸造模具加热至800°C，让诱注 模具处于恒溫状态，将烙融的混合粉末W〇.61m/s的诱注速度诱注于铸造模具中；e、诱注完 成后立即从诱注口处对处于恒溫下的铸造模具进行加压，所加压力为0.0 lMPa，加压保持时 间为lh;f、对诱注模具进行阶梯式冷却，第一阶段为将诱注模具冷却至20(TC，恒溫化，第二 阶段为将诱注模具自然冷却至室溫;g、脱模处理，并对工件进行去除毛边既得轮穀产品。
[0016] 运里将四针状氧化锋铺设于铸造涂料的表面，在铸造过程中，四针状氧化锋在压 力作用下逐步融入铸件中，实现从外向里提高铸件的结构性能；而铸造过程中溶液自身的 成分含儀、铜、锋、儘、铁、铭，其会随机与侣形成不同合金，并且不同合金之间相互烙融渗 透。
[0017] 所述第一阶段为将诱注模具冷却至20(TC，具体为将铸造模具放入至室溫下水中 或冷却油中冷却。
[001引实施例2 一种用于轮穀的侣合金材料，按质量百分含量，由如下组分制备而成： 娃 80/0 儀 80/0 铜 0.030/0 锋 0.02% 车孟 5% 铁 60/0 铭 30/0 四针状氧化锋12% 儀盐晶须 5%， 余量为侣。
[0019] 本发明的另一目的在于提供一种用于轮穀的侣合金材料的制备方法，包括如下步 骤:a、按上述质量百分比，称取各组分原料;b、在铸造模具内表面涂覆铸造涂料，将四针状 氧化锋铺设于铸造涂料表面;C、将儀、铜、锋、儘、铁、铭、儀盐晶须W及侣粉混合均匀并研磨 成颗粒为1.5um的混合粉末;d、将混合粉末加热至完全烙融，将铸造模具加热至900°C，让诱 注模具处于恒溫状态，将烙融的混合粉末W〇.68m/s的诱注速度诱注于铸造模具中；e、诱注 完成后立即从诱注口处对处于恒溫下的铸造模具进行加压，所加压力为0.015M化，加压保 持时间为1.化;f、对诱注模具进行阶梯式冷却，第一阶段为将诱注模具冷却至30(TC，恒溫 5h，第二阶段为将诱注模具自然冷却至室溫;g、脱模处理，并对工件进行去除毛边既得轮穀 产品。
[0020] 还包括对轮穀产品进行表面强化处理，如喷砂处理，或者表面渗棚处理。
[0021] 所述第一阶段为将诱注模具冷却至30(TC，具体为将铸造模具放入至室溫下水中 或冷却油中冷却。
[0022] 实施例3 一种用于轮穀的侣合金材料，按质量百分含量，由如下组分制备而成： 娃 6〇/〇 儀 4〇/〇 铜 0.0? 锋 0.015% 车孟 3.5% 铁 1.6〇/〇 铭 0.9〇/〇 四针状氧化锋11% 儀盐晶须 1.6%， 余量为侣。
[0023] 本发明的另一目的在于提供一种用于轮穀的侣合金材料的制备方法，包括如下步 骤:a、按上述质量百分比，称取各组分原料;b、在铸造模具内表面涂覆铸造涂料，将四针状 氧化锋铺设于铸造涂料表面;C、将儀、铜、锋、儘、铁、铭、儀盐晶须W及侣粉混合均匀并研磨 成颗粒为1.2um的混合粉末;d、将混合粉末加热至完全烙融，将铸造模具加热至840°C，让诱 注模具处于恒溫状态，将烙融的混合粉末W〇.65m/s的诱注速度诱注于铸造模具中；e、诱注 完成后立即从诱注口处对处于恒溫下的铸造模具进行加压，所加压力为0.012M化，加压保 持时间为1.化;f、对诱注模具进行阶梯式冷却，第一阶段为将诱注模具冷却至23(TC，恒溫 地，第二阶段为将诱注模具自然冷却至室溫;g、脱模处理，并对工件进行去除毛边既得轮穀 产品。
[0024] 还包括对轮穀产品进行表面强化处理，如喷砂处理，或者表面渗棚处理。
[0025] 作为本发明改进的技术方案，所述第一阶段为将诱注模具冷却至23(TC，具体为将 铸造模具放入至室溫下水中或冷却油中冷却。
[00%] 实施例4 一种用于轮穀的侣合金材料，按质量百分含量，由如下组分制成： 娃 6〇/〇 儀 5〇/〇 铜 O.OP/o 锋 0.01% 车孟 4% 铁 3〇/〇 铭 0.5〇/〇 四针状氧化锋11% 儀盐晶须 1呢， 余量为侣。
[0027]本发明的另一目的在于提供一种用于轮穀的侣合金材料的制备方法，包括如下步 骤:a、按上述质量百分比，称取各组分原料;b、在铸造模具内表面涂覆铸造涂料，将四针状 氧化锋铺设于铸造涂料表面;C、将儀、铜、锋、儘、铁、铭、儀盐晶须W及侣粉混合均匀并研磨 成颗粒为l.lum的混合粉末;d、将混合粉末加热至完全烙融，将铸造模具加热至860°C，让诱 注模具处于恒溫状态，将烙融的混合粉末W〇.64m/s的诱注速度诱注于铸造模具中；e、诱注 完成后立即从诱注口处对处于恒溫下的铸造模具进行加压，所加压力为0.012M化，加压保 持时间为1.化;f、对诱注模具进行阶梯式冷却，第一阶段为将诱注模具冷却至26(TC，恒溫 3.5h，第二阶段为将诱注模具自然冷却至室溫;g、脱模处理，并对工件进行去除毛边既得轮 穀产品。
[00%]还包括对轮穀产品进行表面强化处理，如喷砂处理，或者表面渗棚处理。
[0029] 作为本发明改进的技术方案，所述第一阶段为将诱注模具冷却至26(TC，具体为将 铸造模具放入至室溫下水中或冷却油中冷却。
[0030] 实施例5 一种用于轮穀的侣合金材料，按质量百分含量，由如下组分制成： 娃 7〇/〇 儀 7〇/〇 铜 0.0? 锋 0.02% 车孟 5% 铁 6〇/〇 铭 m 四针状氧化锋12% 儀盐晶须 2%， 余量为侣。
[0031] 本发明的另一目的在于提供一种用于轮穀的侣合金材料的制备方法，包括如下步 骤:a、按上述质量百分比，称取各组分原料;b、在铸造模具内表面涂覆铸造涂料，将四针状 氧化锋铺设于铸造涂料表面;C、将儀、铜、锋、儘、铁、铭、儀盐晶须W及侣粉混合均匀并研磨 成颗粒为lum的混合粉末;d、将混合粉末加热至完全烙融，将铸造模具加热至900°C，让诱注 模具处于恒溫状态，将烙融的混合粉末wo.61m/s的诱注速度诱注于铸造模具中；e、诱注完 成后立即从诱注口处对处于恒溫下的铸造模具进行加压，所加压力为0.015M化，加压保持 时间为化;f、对诱注模具进行阶梯式冷却，第一阶段为将诱注模具冷却至30(TC，恒溫化，第 二阶段为将诱注模具自然冷却至室溫;g、脱模处理，并对工件进行去除毛边既得轮穀产品。
[0032] 还包括对轮穀产品进行表面强化处理，如喷砂处理，或者表面渗棚处理。
[0033] 作为本发明改进的技术方案，所述第一阶段为将诱注模具冷却至30(TC，具体为将 铸造模具放入至室溫下水中或冷却油中冷却。
[0034] 实施例6 一种用于轮穀的侣合金材料，按质量百分含量，由如下组分制成： 娃 6.5% 儀 6.5% 铜 0.015〇/〇 锋 0.012% 车孟 4.5% 铁 4〇/〇 铭 0.7〇/〇 四针状氧化锋11.5% 儀盐晶须 1.5%， 余量为侣。
[0035] 本发明的另一目的在于提供一种用于轮穀的侣合金材料的制备方法，包括如下步 骤:a、按上述质量百分比，称取各组分原料;b、在铸造模具内表面涂覆铸造涂料，将四针状 氧化锋铺设于铸造涂料表面;C、将儀、铜、锋、儘、铁、铭、儀盐晶须W及侣粉混合均匀并研磨 成颗粒为1.5um的混合粉末;d、将混合粉末加热至完全烙融，将铸造模具加热至900°C，让诱 注模具处于恒溫状态，将烙融的混合粉末W〇.68m/s的诱注速度诱注于铸造模具中；e、诱注 完成后立即从诱注口处对处于恒溫下的铸造模具进行加压，所加压力为0.015M化，加压保 持时间为化;f、对诱注模具进行阶梯式冷却，第一阶段为将诱注模具冷却至20(TC，恒溫3， 第二阶段为将诱注模具自然冷却至室溫;g、脱模处理，并对工件进行去除毛边既得轮穀产 品。
[0036] 还包括对轮穀产品进行表面强化处理，如喷砂处理，或者表面渗棚处理。
[0037] 作为本发明改进的技术方案，所述第一阶段为将诱注模具冷却至20(TC，具体为将 铸造模具放入至室溫下水中或冷却油中冷却。
[003引对比例7 一种用于轮穀的侣合金材料，按质量百分含量，由如下组分制成： 娃 6.5% 儀 6.5% 铜 0.0150/0 锋 0.012% 车孟 4.5% 铁 40/0 铭 0.70/0 余量为侣。
[0039] 本发明的另一目的在于提供一种用于轮穀的侣合金材料的制备方法，包括如下步 骤:a、按上述质量百分比，称取各组分原料;b、在铸造模具内表面涂覆铸造涂料;C、将儀、 铜、锋、儘、铁、铭W及侣粉混合均匀并研磨成颗粒为1.5um的混合粉末;d、将混合粉末加热 至完全烙融，将铸造模具加热至90(TC，让诱注模具处于恒溫状态，将烙融的混合粉末W 〇.68m/s的诱注速度诱注于铸造模具中；e、诱注完成后立即从诱注口处对处于恒溫下的铸 造模具进行加压，所加压力为0.015M化，加压保持时间为lh;f、对诱注模具进行阶梯式冷 却，第一阶段为将诱注模具冷却至20(TC，恒溫3，第二阶段为将诱注模具自然冷却至室溫； g、脱模处理，并对工件进行去除毛边既得轮穀产品。
[0040] 还包括对轮穀产品进行表面强化处理，如喷砂处理，或者表面渗棚处理。
[0041] 作为本发明改进的技术方案，所述第一阶段为将诱注模具冷却至20(TC，具体为将 铸造模具放入至室溫下水中或冷却油中冷却。
[0042] 通过对上述各实施例制得的侣合金轮穀成品进行测试，测试结果如表1所示： 表1各实施例制得的侣合金轮穀的性能
' 该侣合金适用于制作高档轿车轮穀，经铸造后，表面光滑，外观美，质地轻，强度高，安I 全系数高。
[0043] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够W其他的具体形式实现本发明。因此，无论 从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权 利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化囊括在本发明内。
[0044] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加 W描述，但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案，说明书的运种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可W经适当组合，形成本领域技术人员 可W理解的其他实施方式。
【主权项】
1. 一种用于轮毂的铝合金材料，其特征在于，按质量百分含量，由如下组分制备而成： 石圭 5%-8% 镁 3%-8% 铜 0·01%-0·03% # 0.01%-0.02% 猛 3%-5% 钛 1%-6% 络 0.5%-3% 四针状氧化锌1〇%_ 12% 儀盐晶须 1%-5%， 余量为铝。2. 根据权利要求1所述的一种用于轮毂的铝合金材料，其特征在于，按质量百分含量， 由如下组分制成： 石圭 6%-7% 镁 5%-7% 铜 0·01%-0·02% # 0.01%-0.02% 猛 4%-5% 钛 3%-6% 络 0.5%-1% 四针状氧化锌11%_12% 儀盐晶须 1%-2%， 余量为铝。3. -种如权利要求1所述的用于轮毂的铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下 步骤:a、按上述质量百分比，称取各组分原料;b、在铸造模具内表面涂覆铸造涂料，将四针 状氧化锌铺设于铸造涂料表面;c、将镁、铜、锌、锰、钛、铬、镁盐晶须以及铝粉混合均匀并研 磨成颗粒为lum-1.5um的混合粉末;d、将混合粉末加热至完全熔融，将铸造模具加热至800 °C_900°C，让浇注模具处于恒温状态，将熔融的混合粉末以0.61-0.68m/s的浇注速度浇注 于铸造模具中；e、浇注完成后立即从浇注口处对处于恒温下的铸造模具进行加压，所加压 力为0.01-0.015MPa，加压保持时间为1-1.5h; f、对浇注模具进行阶梯式冷却，第一阶段为 将浇注模具冷却至200-300°C，恒温3-5h，第二阶段为将浇注模具自然冷却至室温;g、脱模 处理，并对工件进行去除毛边既得轮毂产品。4. 根据权利要求3所述的一种用于轮毂的铝合金材料的制备方法，其特征在于，还包括 对轮毂产品进行表面强化处理。5. 根据权利要求3所述的一种用于轮毂的铝合金材料的制备方法，其特征在于，第一阶 段为将浇注模具冷却至200-30(TC，具体冷却方式为将铸造模具放入至室温下水中或冷却 油中冷却。
【文档编号】B22D27/09GK106048313SQ201610489150
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】陈凌, 王琰, 任琪, 程晓
【申请人】无锡康柏斯机械科技有限公司