一種鋁合金輪轂材料的製作方法

2023-10-26 23:02:22

本發明屬於車輪轂材質
技術領域：
，特別涉及一種鋁合金輪轂材料。(二)
背景技術：
：目前，國內車輪鋁合金主要採用A356合金(國內牌號：ZL101A)，其化學成分中含有：Si7％、Mg0.35％、Fe<0.2％、Cu<0.2％、Zn<0.1％。由於低品質鋁合金錠中鐵含量較高，而且隨著合金爐料的回用以及生產中鐵質坩堝、工具、置頂件等的使用，使合金含鐵量持續增加。而鐵在鑄造鋁合金中是一種主要的有害雜質，隨著鐵含量的增加，在金相組織中會形成本身硬度很高的針、片狀脆性鐵相，它的存在割裂了鋁合金的基體，降低了合金的力學性能，尤其是韌性，並且使零件機械加工難度增加，刀、刃具磨損嚴重，尺寸穩定性變差。因此，繼續一種新的鋁合金輪轂材料，通過必需元素各成分的合理搭配，製得力學性能更高、加工性能和機械性能更好的鋁合金輪轂材料，以適應車業對車輪輪轂材質的高要求。(三)技術實現要素：為了彌補現有技術的不足，本發明提供了一種可有效提高鋁合金的力學性能、且能大大提高產品的加工性能和機械性能的鋁合金輪轂材料，解決了現有技術中存在的問題。本發明是通過如下技術方案實現的：一種鋁合金輪轂材料，由以下重量百分比的化學成分組成：Si6.5-7.5％，Cu0.3-0.4％,Mg0.4-0.6％，Mn0.3-0.4％，Ni0.02-0.04％，Ti0.2-0.4％，Fe＜0.12％，Sr0.02-0.04％,Re0.2-0.4％，Zr0.01-0.04％，其餘為Al。優選的，該鋁合金輪轂材料中，Sr0.02-0.04％,Re0.2-0.4％，Zr0.01-0.04％。本發明鋁合金輪轂材料化學成分中對Fe嚴格控制，消除了其不利影響，對合金的耐蝕性具有很大程度的提高；通過添加混合稀土Re、鍶Sr、鋯Zr三種元素並以科學合理的比例(Re0.2-0.4％，Sr0.02-0.04％,Zr0.01-0.04％)與其他元素混合，使鋁合金中的雜質相FeAl、AlFeSi等形成多元的金屬化合物，使其形態細化和球化，因而能有效提高鋁合金的力學性能和產品加工性能；通過提高材料中鎂Mg含量至0.4-0.6％，使該鋁合金輪轂材料具有重量輕、塑性好、抗拉強度高等特點；通過增加材料中鈦Ti含量至0.2-0.4％，提高了輪轂的硬度和抗拉強度的優點。該鋁合金輪轂材料通過上述各成分的合理搭配，最終製得的鋁合金輪轂材料力學性能、加工性能和機械性能優異。(四)具體實施方式下面結合實施例對本發明作進一步說明，但本發明並不局限於此。實施例1該鋁合金輪轂材料，其化學成分由以下重量百分比的成分製成：Si7.4％，Cu0.36％，Mg0.52％，Mn0.37％，Ni0.029％，Ti0.33％，Fe＜0.12％，Sr0.03％，Re0.3％，Zr0.025％，其餘為Al。實施例2：該鋁合金輪轂材料，其化學成分由以下重量百分比的成分製成：Si6.5％，Cu0.3％,Mg0.4％，Mn0.3％，Ni0.02％，Ti0.2％，Fe＜0.12％，Sr0.02％,Re0.2％，Zr0.01％，其餘為Al。實施例3：該鋁合金輪轂材料，其化學成分由以下重量百分比的成分製成：Si7.5％，Cu0.4％,Mg0.6％，Mn0.4％，Ni0.04％，Ti0.4％，Fe＜0.12％，Sr0.04％,Re0.4％，Zr0.04％，其餘為Al。實施例4：該鋁合金輪轂材料，其化學成分由以下重量百分比的成分製成：Si7％，Cu0.3％,Mg0.6％，Mn0.3％，Ni0.04％，Ti0.4％，Fe＜0.12％，Sr0.02％,Re0.3％，Zr0.04％，其餘為Al。實施例5：該鋁合金輪轂材料，其化學成分由以下重量百分比的成分製成：Si6.9％，Cu0.39％,Mg0.58％，Mn0.37％，Ni0.03％，Ti0.35％，Fe＜0.12％，Sr0.022％,Re0.25％，Zr0.016％，其餘為Al。實施例6：該鋁合金輪轂材料，其化學成分由以下重量百分比的成分製成：Si7.1％，Cu0.33％,Mg0.49％，Mn0.34％，Ni0.028％，Ti0.35％，Fe＜0.12％，Sr0.036％,Re0.36％，Zr0.038％，其餘為Al。實施例7該鋁合金輪轂材料，其化學成分由以下重量百分比的成分製成：Si7.1％，Cu0.33％,Mg0.49％，Mn0.34％，Ni0.028％，Ti0.35％，Fe＜0.12％，Sr0.028％,Re0.3％，Zr0.022％，其餘為Al。由本發明實施例1-7的鋁合金輪轂材料和現有A356材料製成的相同規格鋁柱進行拉伸實驗測試，測試結果如下表1：表1由上表1可以看出，本發明實施例的鋁合金鋁輪轂材料力學性能優異，較現有材料大大提升。由本發明實施例1-7的鋁合金輪轂材料和現有A356材料製成的相同規格輪轂進行徑向實驗測試，其中，輪轂規格為20*10，螺栓孔為8*180，偏距-24mm，硬度92HB，輪胎尺寸285/50R20，胎壓460KPa，試驗載荷3500KG，螺母扭矩120N*M，速度50km/h，裡程1850000轉，測試結果如下表2：表2種類輪輞內部裂紋扭矩下降氣壓下降A356輪轂是是是實施例1輪轂否否否實施例2輪轂否否否實施例3輪轂否否否實施例4輪轂否否否實施例5輪轂否否否實施例6輪轂否否否實施例7輪轂否否否由本發明實施例1-7的鋁合金輪轂材料和現有A356材料製成的相同規格輪轂進行彎曲實驗測試，其中，輪轂規格為20X9.0，螺栓孔為5X112，偏距57mm，硬度91HB，螺母扭矩120N*M，循環次數100000，試驗彎矩5.5KN*M，實驗轉速上限1522.96r/min，實驗轉速下限1246.05r/min，初始偏移量1.13mm，測試結果如下表3：表3種類結束偏移量(mm)扭矩下降可見裂紋A356輪轂1.29是是實施例1輪轂1.25否否實施例2輪轂1.27否否實施例3輪轂1.26否否實施例4輪轂1.28否否實施例5輪轂1.27否否實施例6輪轂1.28否否實施例7輪轂1.26否否由本發明實施例1-7的鋁合金輪轂材料和現有A356材料製成的相同規格輪轂進行衝擊實驗測試，其中，輪轂規格為20X9.0，螺栓孔為5X112，偏距57mm，硬度94HB，衝頭質量800KG，下落高度260mm，輪胎尺寸245/40/R20，衝擊面重疊度25mm，胎壓200KPa，測試結果如下表4：表4種類初始胎壓(KPa)結束胎壓(KPa)輪輻裂紋輪輻是否脫離是否漏氣A356輪轂2000是否是實施例1輪轂200200否否否實施例2輪轂200200否否否實施例3輪轂200200否否否實施例4輪轂200200否否否實施例5輪轂200200否否否實施例6輪轂200200否否否實施例7輪轂200200否否否當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp