[发明专利]一种铝合金材料及铝合金车轮的制备方法

说明书

本发明涉及合金材料技术领域，公开了一种铝合金材料及铝合金车轮的制备方法。该铝合金材料包含Al以及1.2～1.6wt％Si、1.5～2.5wt％Mg、0.05～0.15wt％Ti、0.005～0.01wt％Ce和0.005～0.01wt％Sb。本发明铝合金材料基于Si、Mg、Ti、Ce和Sb元素的合理配比和协同作用，明显改善了材料的组织和力学性能，将其用于制备铝合金车轮，抗拉强度可达410MPa以上，延伸率可达7％以上，满足了汽车对铝合金车轮质量的要求。本发明充分利用液态模锻后车轮毛坯的高温余热，去中心孔后即进行热处理，避免了由于水冷降低温度后需要重新加热，节约了能源，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，具体涉及一种铝合金材料及铝合金车轮的制备方法。

背景技术

铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。因而广泛应用于航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，汽车行业常用于汽车车轮的制造，铝合金车轮相比较于传统的钢车轮的优点是重量轻，制造精度高，惯性阻力小，散热能力强，视觉效果好等等。但是由于铝的熔点低，硬度低，使用铝合金材料制备的铝合金车轮机械强度相对比较低，会显著地降低铝合金车轮的使用寿命，同时也增加了使用风险。目前，铝合金车轮的制造工艺一般流程为：液态模锻-水冷-去中心孔-X光检测-热处理-机加工，液态模锻后的水冷是将车轮毛坯降温以适应X光设备的要求，经过X光检测后又要进行热处理，这样冷却后重新加热会造成能源的极大浪费，加大生产成本，同时也会降低生产效率。

发明内容

本发明目的在于提供一种铝合金材料，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种铝合金材料，包含Al，按重量百分数计，还包括如下组分：1.2～1.6wt％Si、1.5～2.5wt％Mg、0.05～0.15wt％Ti、0.005～0.01wt％Ce和0.005～0.01wt％Sb。

优选地，按重量百分数计，铝合金材料还包括如下组分：0.05～0.15wt％Cr、1～4wt％Cu或0.03～0.08wt％Sn中的至少一种；优选的，包括0.05～0.15wt％Cr、1～4wt％Cu和0.03～0.08wt％Sn。

上述铝合金材料的原料可按照上述各组分，取铝锭、镁锭、分别含有上述Si、Cu等组分的铝硅合金、铝铜合金等中间合金以及含有Ce、Sb组分的稀土合金作为原料，采用常规的铝合金制备方法，将各原料进行熔炼、除气、扒渣、浇铸，调整各组分含量至本发明限定的范围值，即可得到所述的铝合金材料。

本发明的第二个目的在于提供一种铝合金车轮的制备方法，包括以下步骤：

S1：将所述铝合金材料进行熔化至700～730℃；

S2：将经过S1步骤熔化后的铝合金材料进行液态模锻，得到车轮毛坯；

S3：将所述车轮毛坯进行去中心孔处理，再进行热处理；所述热处理包括固溶处理和时效处理；

S4：将所述经过热处理后的车轮毛坯进行X光检测，然后进行机加工，得到铝合金车轮。

优选地，S2中，所述液态模锻的过程具体为：将车轮模具的上、下模分别固定在液锻设备的上、下模架上，上、下模具之间形成待加工的车轮产品型腔，将经过S1步骤熔化后的铝合金材料注入车轮模具内，利用液锻设备驱动车轮模具进行合模成型，成型过程中，加压速度为5～30mm/s，比压为65～100MPa，并在该压力下保压110～170s。

优选地，S3中，将所述车轮毛坯通过辊道运输进行去中心孔处理前，为了防止车轮毛坯降温，辊道上通过加热装置使车轮毛坯的温度保持在350～420℃。