[发明专利]用于刹车片铝合金型材生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属机械加工，具体涉及一种用于刹车片铝合金型材生产工艺。

背景技术

NK61N铝合金型材具有较好的耐磨性，抗腐蚀性，尺寸稳定，耐高温，强度高，耐疲劳性能好，使用寿命长等特点，被用来制作汽车刹车片。该合金为含有Al、Si、Mg、Cu元素的共晶型合金。Si是该合金的主要元素，ω(Si)＝2.7％-3.3％，Si在合金中主要以α(Al)+Si的共晶体和β(Al₃FeSi)的形式存在。由于Si的含量相对较高，使合金的熔体有很好的流动性和铸造性能，同时也使得合金的强度和耐磨性随之提高。Cu：在合金中，ω(Cu)＝0.20％-0.30％，它可以在合金中形成CuAl₂强化相，提高合金的强度。Mg：在合金中，ω(Mg)＝0.80％-0.95％，它可以在合金中形成Mg₂Si强化相，亦可以提高合金的强度。Cr：在合金中，ω(Cr)＝0.08％-0.16％，有细化晶粒的作用。此外，由于它的加入可以改变β-Si的状态，形成块状或骨架状的复杂化合物，可以削弱合金中Fe的有害作用。Ti：在合金中，ω(Ti)＝0.01％-0.03％，Ti能够使铸锭的晶粒细化，为最终制品性能的提高创造了条件。Fe：是该合金的有害杂质，在合金中可以生成β-Si相(Al₉Fe₂Si₂)，该相既硬又脆，呈粗大的片状。凝固时，冷却速度越低，该相就越粗大，从而使合金的脆性增加，所以合金中ω(Fe)应控制在0.18％-0.25％。但在水冷半连续铸造中，由于冷却强度大，β-Si相会随之细化，所以相对会减弱一些β-Si相的有害影响。Pb：在该合金中是有害杂质，它与合金中的Al、Si形成低熔点的化合物，会造成制品在热处理时发生过烧，因而应控制ω(Pb)＜0.0038％。Zn：也是该合金的有害杂质，它在合金中可以形成低熔点共晶体，降低合金的热强度，因此应控制ω(Zn)＜0.05％。

由于合金中含有Si、Cu、Mg元素，所以形成了α(Al)、Si、Mg₂Si、CuAl₂、W、AlxCu₄Mg₅Si₄、Al₈FeMg₃Si₆、TiAl₃和AlFeMnSi等相。在合金的结晶过程中，首先从液体中结晶出α(Al)，随后发生L+α(Al)+Si的二元共晶反应，再后合金中有L+α(Al)+Si+W(AlxCu₄Mg₅Si₄)三元共晶，或者在521℃发生L+Mg₂Si+α(Al)+Si+W的包晶反应，最后是在505℃发生L+α(AL)+Si+CuAl₂+W的四元共晶反应，直至结晶完毕。此合金在淬火时CuAl₂、Mg₂Si会完全溶入α(Al)中，W相可以部分溶入。在上述相中，热强度以CuAl₂为最好，W相热处理强化效果最好，Mg2Si次之。为得到好的强化效果，对于合金中的Mg和Cu含量要适当调配控制，因为Mg和Cu总量低时，强化效果不明显，但总量高时合金会变脆，塑性大幅度下降，最佳控制总量一般不超过2％，且W(Cu)∶W(Mg)≈2∶5左右为好。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于刹车片铝合金型材生产工艺，其加工出的铝合金型材具有具有较好的耐磨性，抗腐蚀性，尺寸稳定，耐高温，强度高，耐疲劳性能好，使用寿金长。

为了实现上述方案，本发明的技术解决方案为：一种用于刹车片铝合金型材生产工艺，其包括以下步骤：

(1)配料：基体采用40％的99.70牌号铝锭和60％的6系合金废料，添加元素时，由于Al-Si中间合金熔点低，易熔化，以含Si量20％的Al-Si中间合金加入，Cu、Mg以纯金属的形式加入，Cr、Ti以金属添加剂的形式加入；