[发明专利]一种轮毂用镁合金、轮毂及其制造方法

说明书

本发明公开了一种轮毂用镁合金，其化学元素质量百分比为：Al：4.5～9.5wt％，Mn：0.2～0.9wt％，Ca：0.2～1.9wt％，Zn：0.2～1.0wt％，0＜Fe≤0.007wt％，Ni≤0.007wt％，Cu≤0.007wt％，余量为Mg和其他不可避免的杂质；其中各化学元素还满足下列各项的至少其中之一：Mn/Fe40；Ca/Al：0.03‑0.2；Fe+Ni+Cu≤150ppm。此外，本发明还公开了一种轮毂，其采用上述的轮毂用镁合金制得。另外，本发明还公开了一种上述的轮毂的制造方法，其包括步骤：(1)熔铸；(2)热处理；(3)锻造；(4)精加工和涂装。

技术领域

本发明涉及一种合金材料、合金材料制得的制品及其制造方法，尤其涉及一种镁合金、镁合金制品及其制造方法。

背景技术

汽车轮毂是连接制动盘、轮盘和半轴的重要零部件，对汽车的质量和行驶安全发挥着重要的作用，目前比较主流的汽车轮毂材质主要采用钢制、铸造铝合金、锻造铝合金等材料。而随着科技发展以及人们对汽车越来越高的要求，对汽车轮毂在质量、性能、美观和节能减排等方面都提出了新的要求。镁合金作为一种最轻质的结构性金属材料，其密度为铝合金的2/3，仅为钢的1/4，因此，汽车轮毂使用镁合金制造可大幅降低簧的质量，提高汽车节能减排效果。

目前，常用的镁合金车轮主要采用铸造和锻造方式生产。

其中，铸造轮毂生产工艺简单，成本较低，材料的综合利用率较高，但现有技术中的轮毂的力学性能相对较低，其屈服强度为75-85MPa，抗拉强度为135-145MPa，经过T6热处理后，屈服强度可以达到120-135MPa，抗拉强度可以达到220-230MPa。而且在轮毂内部质量不易控制，容易出现疏松、夹杂、气孔等铸造缺陷，产品的合格率较低。为了提高铸造轮毂的力学性能，通常会在合金中添加稀土或其他强化元素。而锻造轮毂内部组织致密，产品合格率高，轮毂力学性能相对较高，但工艺流程较长，材料利用率低，成本相对较高。锻造镁合金轮毂一般选用AZ80合金。

此外，制约镁合金轮毂使用的另一问题是镁合金的耐腐蚀性相对较差，镁的平衡电位在金属中是很负的，其标准电极电位为-2.37V，比铁低约2V，比铝低0.7V左右，且腐蚀产物疏松多孔，容易导致腐蚀进一步加剧。常规耐蚀镁合金主要通过在镁合金中添加稀土类元素来提高合金的耐腐蚀性能。

对于镁合金轮毂，目前一般采用在镁合金表面进行涂镀保护处理来防止镁合金零部件的腐蚀。但镁合金轮毂在汽车行驶过程中，容易与路面石子等硬物磕碰，在轮毂表面产生很多刮痕，破坏零部件表面的涂镀保护层，从而使轮毂基体镁合金裸露在空气中进而导致车轮基体产生严重腐蚀，对镁合金轮毂零部件使用寿命和车辆安全产生不利影响。

基于此，期望获得一种轮毂用镁合金，其具有良好的耐腐蚀性能，很好地解决现有镁合金耐腐蚀性不足而影响其广泛使用的问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种轮毂用镁合金，该轮毂用镁合金不需添加昂贵的稀土元素而使得该轮毂用镁合金具有良好的耐腐蚀性能，大幅降低镁基体的腐蚀效率，使得其可以在汽车上得到广泛应用。

为了实现上述目的，本发明提出了一种轮毂用镁合金，其化学元素质量百分比为：

Al：4.5～9.5wt％，

Mn：0.2～0.9wt％，

Ca：0.2～1.9wt％，

Zn：0.2～1.0wt％，

0＜Fe≤0.007wt％，

Ni≤0.007wt％，

Cu≤0.007wt％，

余量为Mg和其他不可避免的杂质；

其中各化学元素还满足下列各项的至少其中之一：