本發(fā)明涉及乘用車鋁合金鍛件技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種Al-Mg-Si系乘用車鋁合金鏈接件的鍛造及熱處理方法。
背景技術(shù)：
鋁合金作為一種典型的輕質(zhì)金屬材料，它具有高強(qiáng)度、低密度、高斷裂韌度，以及高抗拉應(yīng)力腐蝕能力等優(yōu)良特征，在機(jī)械、化工、汽車、建筑、航空、航天領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。
Al-Mg-Si系鋁合金耐蝕性能良好，無應(yīng)力腐蝕破裂傾向。淬火人工時(shí)效狀態(tài)下合金有晶間腐蝕傾向，合金中含銅量愈多，這種傾向愈明顯。
Al-Mg-Si系鋁合金作為乘用車用鋁合金鍛件，主要用于方向控制系統(tǒng)，為受力結(jié)構(gòu)件。要求鍛件固溶及時(shí)效熱處理后交付，合金室溫抗拉強(qiáng)度要求Rm≥350Mpa，屈服Rp0.2≥310Mpa，延展率≥10％。
通常的鍛造溫度為，始鍛溫度482℃終鍛溫度432℃，保溫系數(shù)1.5～2.0min/mm。鍛件變形量控制在20～60％。推薦熱處理制度為，鍛件在515～525℃下保溫150～210分鐘然后水冷，水冷溫度為室溫，冷到室溫后再在155℃～165℃下保溫8～15小時(shí)后空冷至室溫。
根據(jù)上述推薦的熱處理制度進(jìn)行熱處理，該材料所制鍛件其室溫力學(xué)性能均未達(dá)到技術(shù)要求。為了進(jìn)一步提高該材料的鍛件力學(xué)性能，鍛件化學(xué)成分、鍛造工藝及熱處理工藝需要進(jìn)行合理匹配。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本申請(qǐng)人提供了一種乘用車鋁合金鏈接件的鍛造方法。本發(fā)明鍛造得到的鏈接件的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延展率等力學(xué)性能都達(dá)到了很高的水平。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種乘用車鋁合金鏈接件的鍛造方法，具體步驟為：
(1)一次鍛造：始鍛溫度480～488℃進(jìn)行鍛造，鍛件變形量控制在60％以內(nèi)；
(2)空冷：一次鍛造后鍛件空冷至室溫；
(3)然后在24小時(shí)內(nèi)對(duì)鍛件進(jìn)行二次加熱，溫度控制在350～360℃，工件裝爐后至爐溫升至控制溫度的時(shí)間不應(yīng)超過0.5小時(shí)，工件保溫時(shí)間按照工件最大界面厚度乘以0.5～1.0min/mm進(jìn)行計(jì)算；
(4)在該溫度下進(jìn)行二次鍛造，鍛造變形量控制在3～5％；
(5)然后進(jìn)行熱處理：將熱處理爐加熱至530～540℃下保溫8～13分鐘，隨后將鍛件裝爐，裝爐后鍛件在530～540℃下保溫50～80分鐘；
(6)隨后對(duì)鍛件進(jìn)行水冷，水溫為40℃～60℃，水冷時(shí)間5～10分鐘；
(7)再在165～172℃下保溫8～10小時(shí)，然后在空氣中自然冷卻至室溫。
所述鋁合金的元素配比為：
本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于：
采用本發(fā)明提供的鍛造方法進(jìn)行鍛造時(shí)，如果原材料采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)成分進(jìn)行熔煉，所制得的鏈接件其力學(xué)性能滿足國(guó)標(biāo)要求，即合金室溫抗拉強(qiáng)度≥310Mpa，屈服強(qiáng)度≥280Mpa，延展率≥8％。而本發(fā)明對(duì)鍛件的力學(xué)性能要求較高，根據(jù)長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)原材料的化學(xué)成分尤其是Si、Fe、Mn和Mg的含量進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后的原材料其力學(xué)性能有明顯的提高，產(chǎn)品性能更加穩(wěn)定。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和本發(fā)明所用的鋁合金的成分配比見表1所示。
表1
本發(fā)明采用的鍛件原材料化學(xué)成分將Si、Fe、Mn和Mg的含量分別微調(diào)；一次鍛造加熱溫度控制在480℃以上，當(dāng)鍛造溫度在480℃時(shí)，利于金屬流動(dòng)，此時(shí)材料抗力較小、塑性較好；然后空冷至室溫，使鍛件芯部與表面溫差接近，然后按照0.5～1.0min/mm的保溫系數(shù)進(jìn)行加熱，加熱溫度與第一次鍛造相比應(yīng)大幅減少，在350～360℃溫度下進(jìn)行3％～5％的小變形，其目的提高鍛件變形抗力，在鍛件表面溫度高于芯部溫度的前提下，進(jìn)而改善鍛件表面粗晶情況，其目的是提高鍛件力學(xué)性能。
熱處理制度固溶時(shí)首先熱處理爐加熱至530℃以上并保溫10分鐘左右，然后裝爐并在530℃以上時(shí)保溫時(shí)間一小時(shí)左右，然后在溫水40℃～60℃中進(jìn)行淬火，時(shí)效溫度控制在170℃左右保溫時(shí)間，能夠明顯提高鍛件的抗拉強(qiáng)度，達(dá)到技術(shù)條件要求，減少鍛造缺陷，提高了設(shè)備的利用率，也提高了生產(chǎn)效率。
附圖說明
圖1為本發(fā)明鍛造的鋁合金鏈接件的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1為鏈接件主體。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。本發(fā)明要鍛造的鏈接件的結(jié)構(gòu)如圖1所示，鏈接件主體1為不規(guī)則長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例1
一種乘用車鋁合金鏈接件的鍛造方法，具體步驟為：
(1)一次鍛造：始鍛溫度480℃進(jìn)行鍛造，鍛件變形量控制在30％；
(2)空冷：一次鍛造后鍛件空冷至室溫；
(3)然后在24小時(shí)內(nèi)對(duì)鍛件進(jìn)行二次加熱，溫度控制在350℃，工件裝爐后至爐溫升至控制溫度的時(shí)間不應(yīng)超過0.5小時(shí)，工件保溫時(shí)間按照工件最大界面厚度乘以0.5min/mm進(jìn)行計(jì)算；
(4)在該溫度下進(jìn)行二次鍛造，鍛造變形量控制在3％；
(5)然后進(jìn)行熱處理：將熱處理爐加熱至530℃下保溫13分鐘，隨后將鍛件裝爐，裝爐后鍛件在530℃下保溫80分鐘；
(6)隨后對(duì)鍛件進(jìn)行水冷，水溫為40℃，水冷時(shí)間10分鐘；
(7)再在165℃下保溫10小時(shí)，然后在空氣中自然冷卻至室溫。
所述鋁合金的元素配比為：
實(shí)施例2
一種乘用車鋁合金鏈接件的鍛造方法，具體步驟為：
(1)一次鍛造：始鍛溫度488℃進(jìn)行鍛造，鍛件變形量控制在55％；
(2)空冷：一次鍛造后鍛件空冷至室溫；
(3)然后在24小時(shí)內(nèi)對(duì)鍛件進(jìn)行二次加熱，溫度控制在360℃，工件裝爐后至爐溫升至控制溫度的時(shí)間不應(yīng)超過0.5小時(shí)，工件保溫時(shí)間按照工件最大界面厚度乘以1.0min/mm進(jìn)行計(jì)算；
(4)在該溫度下進(jìn)行二次鍛造，鍛造變形量控制在5％；
(5)然后進(jìn)行熱處理：將熱處理爐加熱至540℃下保溫8分鐘，隨后將鍛件裝爐，裝爐后鍛件在540℃下保溫60分鐘；
(6)隨后對(duì)鍛件進(jìn)行水冷，水溫為60℃，水冷時(shí)間5分鐘；
(7)再在172℃下保溫8小時(shí)，然后在空氣中自然冷卻至室溫。
所述鋁合金的元素配比為：
實(shí)施例3
一種乘用車鋁合金鏈接件的鍛造方法，具體步驟為：
(1)一次鍛造：始鍛溫度484℃進(jìn)行鍛造，鍛件變形量控制在45％；
(2)空冷：一次鍛造后鍛件空冷至室溫；
(3)然后在24小時(shí)內(nèi)對(duì)鍛件進(jìn)行二次加熱，溫度控制在355℃，工件裝爐后至爐溫升至控制溫度的時(shí)間不應(yīng)超過0.5小時(shí)，工件保溫時(shí)間按照工件最大界面厚度乘以0.8min/mm進(jìn)行計(jì)算；
(4)在該溫度下進(jìn)行二次鍛造，鍛造變形量控制在5％；
(5)然后進(jìn)行熱處理：將熱處理爐加熱至535℃下保溫10分鐘，隨后將鍛件裝爐，裝爐后鍛件在535℃下保溫60分鐘；
(6)隨后對(duì)鍛件進(jìn)行水冷，水溫為50℃，水冷時(shí)間8分鐘；
(7)再在170℃下保溫9小時(shí)，然后在空氣中自然冷卻至室溫。
所述鋁合金的元素配比為：
測(cè)試?yán)?/p>
經(jīng)上述鍛造及熱處理后得到的鍛件，如表2所示鍛件力學(xué)性能比普通工藝有明顯提高，其力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度達(dá)到350MPa、屈服達(dá)到310MPa、延展率10％的要求。
表2