一种高强高韧铝合金车轮模锻件及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112442619A(43)申请公布日2021.03.05(21)申请号202011413196.9(22)申请日2020.12.07(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(72)发明人孙谱李洪光李东东穆瑞鹏(51)Int.Cl.C22C21/08(2006.01)C22C32/00(2006.01)C22C1/10(2006.01)C22F1/047(2006.01)权利要求书2页说明书4页(54)发明名称一种高强高韧铝合金车轮模锻件及其制备方法(57)摘要本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种高强高韧铝合金车轮模锻件及其制备方法。该高强高韧铝合金车轮模锻件由以下质量百分比的元素组成：Si：0.78～0.84％、Mg：1.18%～1.24％、Cu：0.38％～0.42％、Fe：0.20%～0.25％、Mn：0.12％～0.15％、Cr：0.23％～0.26％、Ti：0.01％～0.05％、Sc：0.01％～0.03％和余量Al。本发明通过优化合金成分，辅助加入氮化硅粉体，模锻之后采用优化的铝棒加热工艺、固溶和时效工艺，达到了铝合金模锻件的综合性能需求，制备的铝合金模锻件的表面质量良好，工业生产中成品锻件性能好，综合力学性能优良。CN112442619ACN112442619A权利要求书1/2页1.一种高强高韧铝合金车轮模锻件，其特征在于，由以下质量百分比的元素组成：Si：0.78～0.84％、Mg：1.18%～1.24％、Cu：0.38％～0.42％、Fe：0.20%～0.25％、Mn：0.12％～0.15％、Cr：0.23％～0.26％、Ti：0.01％～0.05％、Sc：0.01％～0.03％和余量Al。2.一种如权利要求1所述的高强高韧铝合金车轮模锻件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）称取氮化硅粉，加入乙醇、硝酸镍混合，磁力搅拌30min，得到混合浆料，加入聚乙烯吡咯烷酮，将混合浆料进行球磨10h，球磨后将浆料进行真空干燥，将干燥后的粉体静置20h后，过200目筛，然后在惰性气体氛围下进行烧结，烧结后再次进行粉碎研磨，过200目筛得混合粉体；（2）制备铝合金溶液：按照元素的质量百分比分别称取纯铝水、纯铜锭、纯镁锭、纯锌锭、铝钪合金锭、铝钛合金锭和铝钛硼丝，然后加入少量混合粉体，进行熔炼，得到铝合金熔液；（3）制备圆铸棒：将铝合金熔液浇注成直径为254mm和长度为6000mm的圆铸棒；（4）均匀化退火处理：将圆铸棒进行均匀化退火处理，得到退火的锻件坯料，将锻件坯料进行加热；（5）模锻：将坯料在温度为450℃～480℃条件下进行预锻、终锻、冲孔锻，得到最终模锻毛坯，在退火的圆铸棒的表面氧化皮全部车削掉，得到铝合金圆铸棒，然后锯切成锻件坯料；（6）固溶和淬火处理：将模锻毛坯固溶炉中保温，在15s内转移至水中进行淬火，得到淬火后的铝合金锻件；（7）时效处理：将铝合金锻件进行时效处理，得到军用铝合金模锻件。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述氮化硅粉末、硝酸镍及乙醇的质量比为30：2：15；所述聚乙烯吡咯烷酮的加入量占氮化硅粉末及硝酸镍总量的0.8%；所述真空干燥为在70摄氏度下干燥2.5h；所述烧结为在850-900℃、2-3MPa条件下烧结2h。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述混合粉体的加入量占合金总质量的1.2-1.3%。5.根据权利要求2或4所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述熔炼为在温度740℃～760℃条件下熔炼6h～8h。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述浇注为在温度为700℃～750℃、铸造速度为35mm/min～60mm/min、冷却水强度为0.04MPa～0.08MPa和冷却水温度为20℃～40℃的条件下进行。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述均匀化退火处理为：将圆铸棒在温度为550℃～560℃的条件下保温8h～10h，出炉后自然冷却至室温；所述加热为在温度为480℃～500℃的天然气加热炉中加热5h～7h。8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（5）中，所述模锻具体参数如下：预锻定压3000-3500吨，保压时间1-3秒，下顶出杆工作行程300mm；终锻定压8500吨-9500吨，保压时间2-5秒,下顶出杆工作行程350mm；冲孔锻定程，下行950mm停止。2CN112442619A权利要求书2/2页9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（6）中，所述固溶和淬火处理为在温度为535℃～545℃固溶炉中保