[发明专利]旋压轮毂用Al-Mg-Si系铝合金材料及制备旋压轮毂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及轮毂的技术领域，特别涉及一种旋压轮毂用Al-Mg-Si系铝合金材料及用该铝合金材料制备旋压轮毂的方法。

背景技术

近年来，我国的汽车保有量持续攀升，汽车工业的发展除为人类出行带来舒适、便捷外，对生存环境、资源耗费和人类健康也带来诸多不良影响。随着越来越多的人对环境保护和能源节约的重视，汽车轻量化成为了现今汽车工业发展的重大战略目标。而铝合金具有密度低、比强度高、耐蚀性好、成形性能好及铝元素在地壳中含量丰富等优点，得到越来越多的汽车制造厂商的青睐。

轮毂是汽车轮胎内以轴为中心用于支撑轮胎的圆柱形金属部件，是汽车行驶系统中的重要部件，起承载、转向、驱动和制动等作用，其性能的好坏直接影响汽车行驶的安全性、操纵的稳定性、乘坐的舒适性等。铝合金轮毂因质量轻而惯性小，从而改善了其制动性；因铝合金成形性能好而尺寸精确，加工精准，材料的利用率高，轮胎寿命长；因铝合金有良好的吸振特性，减振性能好，机床加工圆度高，可提高汽车行驶的舒适性。

但是，现有的铝合金轮毂通常以Al-Mg-Si合金铸棒为原材料，轮毂成形后需经过长时间的固溶及时效处理对铝合金进行强化，具有工艺复杂、生产周期长、能耗高等缺点。

发明内容

本发明目的在于提供一种旋压轮毂用Al-Mg-Si系铝合金材料，以解决现有技术中铝合金轮毂通常以Al-Mg-Si合金铸棒为原材料，轮毂成形后需经过长时间的固溶及时效处理对铝合金进行强化，具有工艺复杂、生产周期长、能耗高等缺点的技术性问题。

本发明的另一目的在于提供一种采用上述的Al-Mg-Si系铝合金材料制备旋压轮毂的方法。

本发明目的通过以下的技术方案实现：

一种旋压轮毂用Al-Mg-Si系铝合金材料，包括Mg2.00～5.80wt％，Si0.25～0.50wt％，Mn0.35～0.60wt％，Fe0.35～0.5wt％，Cu≤0.07wt％，Cr0.25～0.35wt％，Zn0.16～0.25wt％，Ti0.12～0.20wt％，和余量的Al及不可避免的杂质。

优选地，所述Al-Mg-Si系铝合金材料包括Mg2.50～5.50wt％，Si0.30～0.45wt％，Mn0.40～0.55wt％，Fe0.40～0.45wt％，Cu≤0.05wt％，Cr0.28～0.32wt％，Zn0.18～0.23wt％，Ti0.13～0.16wt％，和余量的Al及不可避免的杂质。

优选地，所述Mg的含量为2.50～5.50wt％。

本发明的铝合金材料中，Mg是主要的合金元素，通过固溶处理使得铝合金的强度得到大幅度提高，每增加1％的镁，铝合金的抗拉强度约可提升34MPa，为铝合金产品提供了主要强度，但镁在铝中的溶解度随温度下降而大大变小，室温下镁在铝中的溶解量达到6.0wt％以上的可能性很小，过量的镁会以第二相的形式析出，会大大增加铝合金的热脆倾向，使铝合金的韧性下降，使得铝合金容易开裂，从而使铝合金的成形性能降低。故本发明将镁的含量控制在2.00～5.80wt％，优选为2.50～5.50wt％。将镁的含量控制在2.00～5.80wt％，既能保障铝合金的强度，又能满足其作为汽车轮毂的抗蚀性能要求。

优选地，所述Si的含量为0.30～0.45wt％。

本发明的铝合金材料中，Si是另一主要的合金元素，Si和Mg一同加入铝中，生成强化相MgSi，Si可以改善抗拉强度、硬度、切削性以及高温时的强度。但当Si含量过高时，会使铝的延伸率大大降低，故本发明将Si的含量控制在0.25～0.50wt％，优选为0.30～0.45wt％。本发明将Si的含量控制在0.25～0.50wt％，可保证铝合金的抗拉强度、硬度、切削性、高温时的强度及延伸率。

本发明的铝合金材料中，镁元素的含量适中，不会因为含量过高而出现热脆倾向，同时硅的含量适当提高，硅单质与镁生成的MgSi起到弥散强化作用从而可以大大提高合金强度，同时可以保证铝合金的良好成形性能，再通过旋压工艺实现室温下坯料连续的逐点成形，使得制得的铝轮毂具有较高的强度及韧性。

优选地，所述Mn的含量为0.40～0.55wt％。

优选地，所述Cr的含量为0.28～0.32wt％。

优选地，所述Cu的含量为≤0.05wt％。

优选地，所述Zn的含量为0.18～0.23wt％。

优选地，所述Ti的含量为0.13～0.16wt％。