一種輪轂用高硬度鋁合金材料及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種輪轂用高硬度鋁合金材料及其制備方法，屬于冶金材料技術(shù)領(lǐng)域，該鋁合金材料的制備方法包括如下步驟：第一步、按照質(zhì)量百分比稱取原料；第二步、將稱取好的原料投入熔煉爐中，升溫，待原料熔化后，保持溫度恒定，熔煉2h，然后加入清渣劑，精煉45min，清渣后，加入增強(qiáng)劑保溫30min，得到熔煉好的合金液；第三步、將熔煉好的合金液澆筑成錠，均勻化處理，冷卻至室溫。以增強(qiáng)劑作為增強(qiáng)相，利用增強(qiáng)相的直接強(qiáng)化及其對(duì)組織的改性作用，提升鋁合金的強(qiáng)度、模量、耐磨性能及高溫蠕變性能。增強(qiáng)劑引起的應(yīng)變硬化，提升了輪轂用高硬度鋁合金材料的性能。金材料的性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種輪轂用高硬度鋁合金材料及其制備方法


[0001]本專利技術(shù)屬于冶金材料
，具體地，涉及一種輪轂用高硬度鋁合金材料及其制備方法。

技術(shù)介紹

[0002]輪轂是汽車輪胎內(nèi)以軸為中心用于支撐輪胎的圓柱形金屬部件，是汽車行駛系統(tǒng)中的重要部件，起承載、轉(zhuǎn)向、驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)等作用，其性能的好壞直接影響汽車行駛的安全性、操縱的穩(wěn)定性、乘坐的舒適性等。
[0003]鋼制輪轂強(qiáng)度低，容易變形，高速時(shí)明顯車會(huì)震動(dòng)，影響其壽命；用于制備鋁合金輪轂的鋁合金材料的機(jī)械強(qiáng)度對(duì)于發(fā)揮上述的優(yōu)勢(shì)具有非常重要的作用，但其機(jī)械強(qiáng)度弱較低，會(huì)顯著地降低鋁合金輪轂的使用壽命，同時(shí)也增加了使用風(fēng)險(xiǎn)。因此需要有效的提高鋁合金輪轂的機(jī)械強(qiáng)度，如拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等。另外，高溫蠕變制約了鋁合金在苛刻環(huán)境下的使用壽命與性能穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0004]本專利技術(shù)的目的在于提供一種輪轂用高硬度鋁合金材料及其制備方法。
[0005]本專利技術(shù)的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0006]一種輪轂用高硬度鋁合金材料，以質(zhì)量百分比計(jì)，包含F(xiàn)e：0.92
?
1.05％、Si：11.70
?
13.20％、Mg：0.29
?
0.45％、Ti≤0.12％、Sr：0.012
?
0.018％、Cu≤0.06％、Mn：0.27
?
0.33％、Zn≤0.12％、Ni≤0.12％、Pb≤0.09％、Sn≤0.04％、增強(qiáng)劑：4
?r/>5％，余量為Al和不可避免的雜質(zhì)。
[0007]進(jìn)一步地，一種輪轂用高硬度鋁合金材料的制備方法，包括如下步驟：
[0008]第一步、按照質(zhì)量百分比稱取原料；
[0009]第二步、將稱取好的原料投入熔煉爐中，將熔煉爐內(nèi)溫度升溫至840
?
860℃，待原料熔化后，保持溫度恒定，熔煉2h，然后加入清渣劑，精煉45min，清渣后，加入增強(qiáng)劑保溫30min，得到熔煉好的合金液；
[0010]第三步、將熔煉好的合金液澆筑成錠，進(jìn)行均勻化處理，然后冷卻至室溫，得到一種輪轂用高硬度鋁合金材料。
[0011]進(jìn)一步地，澆筑成錠時(shí)的澆筑溫度為800
?
820℃，均勻化處理時(shí)，處理溫度為450
?
480℃，處理時(shí)間為18
?
20h。
[0012]進(jìn)一步地，增強(qiáng)劑通過(guò)如下步驟制備：
[0013]步驟S11、將8
?
羥基喹啉鋁和N，N
?
二甲基甲酰胺混合，在70℃條件下攪拌至溶解，然后加入二甲苯混合，得到鋁源液；
[0014]步驟S12、將聚碳硅烷和二甲苯混合，攪拌溶解后加入鋁源液得到混合液，將得到的混合液轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜中，在200℃條件下，保溫10min，然后升溫至280℃，保溫1h，保溫結(jié)束后，冷卻至室溫，在氬氣保護(hù)條件下加熱至150
?
155℃，至大部分溶劑蒸干，繼續(xù)升溫
至280℃，除去二甲苯和N，N
?
二甲基甲酰胺，得到前驅(qū)體；
[0015]步驟S13、將得到的前驅(qū)體進(jìn)行熔融紡絲，得到增強(qiáng)劑。增強(qiáng)劑為鋁碳化硅纖維，可承受高溫氧化處理，性能穩(wěn)定。
[0016]進(jìn)一步地，步驟S11中8
?
羥基喹啉鋁和N，N
?
二甲基甲酰胺的用量質(zhì)量比為1：60；步驟S12中聚碳硅烷、二甲苯和鋁源液的用量質(zhì)量比為15：30：64。
[0017]進(jìn)一步地，步驟S13中熔融紡絲的溫度為338
?
340℃，紡絲壓力為0.5MPa，收絲速度為1000r/min。
[0018]進(jìn)一步地，所述清渣劑由如下重量份原料制成：3
?
8份氟化鈉，1
?
5份氯化鎂，10
?
12份納米二氧化硅，15
?
20份蒙脫土，10
?
15份氟鋁酸鈉。
[0019]進(jìn)一步地，清渣劑通過(guò)如下步驟制備：
[0020]步驟A11、將蒙脫土在450℃條件下煅燒1h，然后加入氯化鈉水溶液中，在80℃條件下，加入鹽酸溶液超聲分散10min，過(guò)濾，將得到的濾餅用去離子水洗滌，至洗滌液呈中性，然后在40℃條件下干燥至恒重，得到固體a；
[0021]步驟A12、將氟化鈉和氯化鎂研磨，過(guò)50目篩，在560℃條件下煅燒4h，然后和去離子水混合制得漿液，用球磨機(jī)在轉(zhuǎn)速為1500r/min條件下，球磨30min，然后加入固體a、氟鋁酸鈉和納米二氧化硅混合，烘干制得清渣劑。
[0022]進(jìn)一步地，步驟A11中氯化鈉水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8％，鹽酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％，蒙脫土為鈉基蒙脫土、鎂基蒙脫土中的一種。清渣劑的用量為原料總用量的5.0％。清渣劑中，以蒙脫土為原料，蒙脫土中的金屬離子在酸性條件下，以可溶鹽的形式溶出，使其孔道得到疏通，有利于吸附質(zhì)分子的擴(kuò)散，同時(shí)置換出層間的金屬陽(yáng)離子，從而減弱層間作用力，更加有利于陽(yáng)離子之間的交換，因而吸附能力得到提升。
[0023]本專利技術(shù)的有益效果：
[0024]本專利技術(shù)在制備一種輪轂用高硬度鋁合金材料的過(guò)程中制備了一種增強(qiáng)劑，以增強(qiáng)劑作為增強(qiáng)相，利用增強(qiáng)相的直接強(qiáng)化及其對(duì)組織的改性作用，提升鋁合金的強(qiáng)度、模量、耐磨性能及高溫蠕變性能。增強(qiáng)劑引起的應(yīng)變硬化，提升了輪轂用高硬度鋁合金材料的性能。
[0025]本專利技術(shù)在制備過(guò)程中制備了一種清渣劑，能夠清除鋁合金液內(nèi)部的氫，提升鋁合金的純度，且加入的氟鋁酸鈉為常用的精煉劑，其化學(xué)結(jié)構(gòu)和氧化鋁相似，能提高與鋁熔體接觸時(shí)的表面張力，促進(jìn)溶解，進(jìn)一步提高清渣劑效果。
具體實(shí)施方式
[0026]下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。
[0027]實(shí)施例1
[0028]制備增強(qiáng)劑：
[0029]步驟S11、將8
?
羥基喹啉鋁和N，N
?
二甲基甲酰胺混合，在70℃條件下攪拌至溶解，然后加入二甲苯混合，得到鋁源液；其中，8
?
羥基喹啉鋁和N，N
?
二甲基甲酰胺的用量質(zhì)量比
為1：60；
[0030]步驟S12、將聚碳硅烷和二甲苯混合，攪拌溶解后加入鋁源液得到混合液，將得到的混合液轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜中，在200℃條件下，保溫10min，然后升溫至280℃，保溫1h，保溫結(jié)束后，冷卻至室溫，在氬氣保護(hù)條件下加熱至150℃，至大部分溶劑蒸干，繼續(xù)升溫至280℃，除去二甲苯和N，N
?
二甲基甲酰胺，得到前驅(qū)體；其中，聚碳硅烷、二甲苯和鋁源液的用量質(zhì)量比為15：30：64；
[0031]步本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種輪轂用高硬度鋁合金材料，以質(zhì)量百分比計(jì)，包含F(xiàn)e：0.92
?
1.05％、Si：11.70
?
13.20％、Mg：0.29
?
0.45％、Ti≤0.12％、Sr：0.012
?
0.018％、Cu≤0.06％、Mn：0.27
?
0.33％、Zn≤0.12％、Ni≤0.12％、Pb≤0.09％、Sn≤0.04％、余量為Al，其特征在于，還包括4
?
5％的增強(qiáng)劑；所述增強(qiáng)劑通過(guò)如下步驟制備：步驟S11、將8
?
羥基喹啉鋁和N，N
?
二甲基甲酰胺混合，在70℃條件下攪拌至溶解，然后加入二甲苯混合，得到鋁源液；步驟S12、將聚碳硅烷和二甲苯混合，攪拌溶解后加入鋁源液得到混合液，將得到的混合液轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜中，在200℃條件下，保溫10min，然后升溫至280℃，保溫1h，保溫結(jié)束后，冷卻至室溫，除去二甲苯和N，N
?
二甲基甲酰胺，得到前驅(qū)體；步驟S13、將得到的前驅(qū)體進(jìn)行熔融紡絲，得到增強(qiáng)劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輪轂用高硬度鋁合金材料，其特征在于，步驟S11中8
?
羥基喹啉鋁和N，N
?
二甲基甲酰胺的用量質(zhì)量比為1：60；步驟S12中聚碳硅烷、二甲苯和鋁源液的用量質(zhì)量比為15：30：64。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輪轂用高硬度鋁合金材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：第一步...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張厚敏，王大龍，蔣乙明，趙沖輝，張朕，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣州立中錦山合金有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：