[发明专利]铸态铝合金轮毂低压铸造制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金加工和制备领域，具体涉及铸态铝合金轮毂低压铸造制备方法。

背景技术

目前，随着我国汽车行业的快速发展，追求更轻、更快、更环保的理念逐渐成为汽车行业的核心战略目标。汽车自主创新迫切需要先进、轻量化、高强韧性的汽车关键零部件的材料和制造技术。铝合金作为一种密度低、比强度高、耐腐蚀性较好的合金，将逐渐代替部分钢，成为轻量化发展的重要组成部分。铝合金结构件及其材质的生产和研发，尤其是大型复杂铝合金结构件及其材质的研发至关重要，关系到乘用车轻量化发展进程、技术创新及轻量化的成败，有着重要的现实意义。目前研发可应用于乘用车的铝合金轮毂大多为低压铸工艺制备的，后续需要对铝合金轮毂进行热处理，热处理过程较为复杂，高耗能，且高温下热处理铝合金的变形严重，后续还需对热处理后铝合金件进行校正，也会进一步增加对能耗、工装、工时、人工的要求，延长了制造周期，增加了制造成本。基于以上原因，目前的汽车制造产业急需一种新型的无需后续热处理的高强韧铸态铝合金轮毂制备工艺。本发明涉及的技术方案是通过铝合金成分设计、熔炼、精炼，随后加入Al-5Ti-B中间合金强化铝合金，同时严格控制Fe、Ti、Zn杂质元素的含量，制备一种新型不经热处理的高强韧铸态铝合金轮毂。经过本专利涉及的工艺制备的铸态铝合金轮毂表现出优异的强度和塑性，满足使用要求。本方案所涉及的铸态铝合金轮毂低压铸造制备方法，不经过热处理，大量节省热处理时和热处理后校正所需的工装、工时、人工，减少能源能耗，简化铝合金轮毂的生产工艺流程、降低制备成本，具有重要的应用价值。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种新型铸态铝合金轮毂低压铸造制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种铸态铝合金轮毂低压铸造制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)步骤一、铝合金配比及熔炼：

以纯铝、Al-Si₁₂中间合金、纯镁、纯铜、Al-Mn₁₀中间合金、Al-Sr₁₀中间合金为原料备料。按照铝合金的成分为：Si：9.30wt.％～10.2wt.％；Mg：1.50wt.％～2.70wt.％；Cu：0.00wt.％～1.00wt.％；Mn：0.00wt.％～0.30wt.％；Sr：0.000wt.％～0.010wt.％；Zn：≤0.15wt.％；Ti：≤0.10wt.％；Fe：≤0.15wt.％；余量为Al，配制铝合金。将配制铝合金的原料一起加入到干燥的熔炼炉中，加热到温度为1003-1023K条件下熔炼0.5h～1h，得到铝合金熔液。

(2)步骤二、铝合金精炼：

经熔炼的铝液转至保温炉保温，然后进行炉内精炼，在温度为1003-1023K条件下，将旋转吹气探头伸入保温炉底部，由旋转吹气探头向铝液通入氯气和氩气进行精炼，吹气处理5-10min，精炼时采用在线测氢仪测定铝液的液态氢含量。

(3)步骤三、强化铝合金处理：

气体净化熔体结束后加入Al-5Ti-B中间合金。中间合金加入量为0.1-0.4wt.％，机械搅拌2-5min；将超声波探头下降至液面以下100mm并保温3-8min；随后开启超声波设备，对混合合金液采用超声处理3-10min，辅助颗粒分散均匀。超声处理后的合金液加入0.05-0.10wt.％铝合金精炼剂进行除气精炼、扒渣、静置5-10min；经过最后除渣处理的铝液转入铸造机保温炉。

(4)步骤四、低压铸造成型：

将金属型模具预热至753K-773K，并保温0.5小时；铝液转入铸造机保温炉后，温度控制在953-973K，保温15min-30min。低压铸造开始，加压至0.03～0.06MPa铝液进入升液管进行升液，升液时间为5～10s；加压至0.07～0.12MPa至铝液充满模具型腔，然后将压力调整至0.06～0.08MPa进行保压，冷却，保压时间为120～300s。然后开模，顶出铸件。

优选的，步骤三中所述精炼剂成分为：35-50wt.％KCl、30-40wt.％MgCl₂、5-10wt.％AlF₃、10-15wt.％Na₃AlF6、5-10wt.％Mg₃N₂、2-5wt.％Na₂CO₃、2-5wt.％C₂Cl₆。