商用铝合金锻造车轮及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115572871A(43)申请公布日2023.01.06(21)申请号202211341828.4C22C1/03(2006.01)(22)申请日2022.10.31B21J5/00(2006.01)(71)申请人山东骏程金属科技有限公司地址250022山东省聊城市茌平县信发街道茌禹路以西北环路以南申请人茌平信发铝制品有限公司(72)发明人李洪光孙谱李庆丁有望李东东贾子瑞秦作峰(51)Int.Cl.C22C21/08(2006.01)C22F1/047(2006.01)C21D9/34(2006.01)C22B9/05(2006.01)C22B9/02(2006.01)B22D43/00(2006.01)B22D7/00(2006.01)权利要求书2页说明书13页附图8页(54)发明名称商用铝合金锻造车轮及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种商用铝合金锻造车轮及其制备方法，涉及铝合金加工技术领域。其包括将熔体铸造成圆铸锭坯料，随后对所述铸锭坯料进行均匀化处理、铸锭坯料锯切、铸棒坯料加热、铸棒坯料热剥皮、三步锻造、固溶淬火、旋压轮辋、时效处理、车轮机加工、旋压型面喷丸、涂装，铝合金材料成分包括Si，Mg，Cu，Mn，Cr，Ti，Zr，Fe＜0.2%，Na＜0.0005%，Ca＜0.0005%，Pb＜0.005%以及余量的Al，Mg/Si质量比为1.3~1.5，铝合金材料按质量百分数计Mn+Cr为0.25~0.35%。该材料可满足商用车轮对性能的要求，可完全代替其他材料，实现材料的轻量化、高强度和良好的耐疲劳性能。CN115572871ACN115572871A权利要求书1/2页1.一种商用铝合金锻造车轮，其特征在于：铝合金材料成分按质量百分数计包括Si：0.6~0.8%，Mg：0.9~1.2%，Cu：0.25~0.32%，Mn：0.08~0.12%，Cr：0.15~0.25%，Ti：0.025~0.030%，Zr：0.003~0.006%，Fe＜0.2%，Na＜0.0005%，Ca＜0.0005%，Pb＜0.005%以及余量的Al，Mg/Si质量比为1.3~1.5，铝合金材料按质量百分数计Mn+Cr为0.25~0.35%。2.根据权利要求1所述商用铝合金锻造车轮，其特征在于：经过T6热处理后，抗拉强度为400~430MPa，屈服强度为380‑410MPa，延伸率≥15%，径向疲劳试验为2.8加载系数下完成100万转无裂纹。3.一种商用铝合金锻造车轮制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将熔体铸造成锭坯料：该铝合金中，按质量百分数计包括Si：0.6~0.8%，Mg：0.9~1.2%，Cu：0.25~0.32%，Mn：0.08~0.12%，Cr：0.15~0.25%，Ti：0.025~0.030%，Zr：0.003~0.006%，Fe＜0.2%，Na＜0.0005%，Ca＜0.0005%，Pb＜0.005%以及余量的Al；坯料中的氢含量小于等于0.10ml/100gAl，渣含量小于等于0.1mm2/kgAl，铸锭疏松面积小于等于0.0001；（2）铸棒坯料热剥皮:铸棒热剥皮后温度为540550℃；~（3）三步锻造：包括预锻、终锻和扩孔，预锻的锻造比为4~5，终锻的锻造比为3~4，预锻开始和终锻结束温度温度降低小于30~40℃；（4）旋压轮辋：旋压轮辋的时机为固溶淬火后2~3小时内完成，旋压变形量为起旋点位置变形量40~50%，轮辋深槽位置变形量30~40%；(5)旋压型面喷丸:用不锈钢球垂直喷射轮毂表面，喷枪与轮毂距离150‑200mm，喷丸目数20~30目。4.根据权利要求3所述商用铝合金锻造车轮制备方法，其特征在于，熔体铸造成锭坯料时，熔体处理采用带两个旋转喷嘴的SNIF在线除气与双级板式过滤相结合的方式，SNIF除气是采用氩气与氯气混合，氩气流量在4.0~5.0m³/h，氯气流量在0.2~0.4m³/h，转子转速在400‑450rpm，所述双级过滤板的直径分别是30ppi和50ppi。5.根据权利要求3所述商用铝合金锻造车轮制备方法，其特征在于，熔体铸造成锭坯料时，采用废料比例为20~40%，所述废料为生产同成分锻造车轮全流程产生的一级废料，采用的晶粒细化剂为Al‑5Ti‑0.2C，加入量为1.8~2.2kg/t熔体。6.根据权利要求3所述商用铝合金锻造车轮制备方法，其特征在于，其还包括铸锭坯料进行均匀化处理，均匀化处理是采用三级均匀化处理，第一级为360~400℃保温4~6h，第二级为520~540℃保温1~2h，第三级为555~575℃保温6~8h，均匀化结束后喷水冷却。7.根据权利要求6所述的一种商用铝合金锻造车轮的制备方法，其特征在于，均匀化处理后