專利名稱：：高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞的制作方法高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種汽車輪輞，特別是一種匹配于大型車輛的高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞。
背景技術(shù)：
：輪輞是車輪中固定、安裝輪胎的部件，屬于汽車保安件，輪輞結(jié)構(gòu)有兩件式、三件式、四件式、五件式等，最常用的是兩件式和三件式。輪輞按其制造材料的不同可分為鋼制輪輞和鋁合金輪輞，目前國內(nèi)外一般采用的是鋼制輪輞，這些鋼制輪輞通過型鋼加工或板材滾壓的方式制造而成，其主要采用的材料牌號是12LW-GB11262-89、BG380CL等，其中12LW-GB11262-89材料的抗拉強(qiáng)度(n為355470MPa、延伸率為>30%。而鋁合金輪輞與鋼制輪輞相比，在輕量化、散熱性、吸能性、可塑性等方面具有絕對優(yōu)勢；但是，現(xiàn)有的鋁合金輪輞主要是由牌號為6061-T6(舊牌號為LD30)的中等強(qiáng)度鋁合金材料鍛造旋壓而成，該牌號生產(chǎn)的鋁合金輪輞產(chǎn)品經(jīng)過固溶強(qiáng)化及時效處理后，抗拉強(qiáng)度ob為295MPa左右，只達(dá)到鋼制輪輞抗拉強(qiáng)度下限的83%左右，與鋼制輪輞相比，其強(qiáng)度還有一定差距。由于輪輞的強(qiáng)度低會導(dǎo)致輪輞比較易于變形，因此，現(xiàn)有鋁合金輪輞的使用范圍比較窄，只適于在中、小型汽車中使用，難以在大型汽車中推廣使用，因而它在擴(kuò)大使用范圍方面還存在局限性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高強(qiáng)度的汽車鋁合金輪輞，以解決現(xiàn)有鋁合金輪輞所存在的強(qiáng)度低、使用范圍窄的問題。解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞，它由高強(qiáng)度鋁合金材料制造而成，該高強(qiáng)度鋁合金材料的主要化學(xué)元素及其質(zhì)量百分比含量為Si0.40.8%，Mg0.81.2%，Ti0.160.22%，Zn0.20.3%，F(xiàn)e0.60.8%，Cu0.150.4%，Cr0.040,350/0，Mn0.10.2%，Sb0.020.03%,Sr0.020.03%，其余為A1。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是所述高強(qiáng)度鋁合金材料的主要化學(xué)元素及其質(zhì)量百分比含量為Si0.60.7%，Mg1.01.1%，Ti0,180.2%，Zn0.230.26%,Fe0.70.8%，Cu0.250.3%，Cr0.150.25%，Mn0.150.18%，Sb0.0250.03%，SrO.0250.03%，其余為Al。本發(fā)明所采用的高強(qiáng)度鋁合金材料中各化學(xué)元素的作用和機(jī)理如下-Si:Si能改善合金的鑄造性能，在鋁合金熔煉溫度下形成液溶體，室溫下固溶度很小。Mg:Mg主要是以固熔狀態(tài)和P(Mg2Al3或MgsAls)相存在，對A1的強(qiáng)化作用較大，是合金中的主要強(qiáng)化相。Ti:Ti在合金中主要起細(xì)化鑄造組織、焊縫組織和降低合金的熱裂傾向的作用，它與Al結(jié)合生成的化合物能提高合金的機(jī)械性能。Zn:Zn在變形條件下，對合金強(qiáng)度的提高有利，同時具有防腐的作用。Fe:Fe是難溶化合物，在鑄錠組織中形成硬脆相，容易產(chǎn)生加工裂紋，還降低腐蝕性能。Cu:Cu是重要的合金元素，有一定的固溶強(qiáng)化效果，此外時效析出的CuAl2有著明顯的時效強(qiáng)化效果，過量的Cu能降低合金的耐腐蝕性能，因此要控制好Cu的含量。Cr:Cr在鋁合金中，能阻礙再結(jié)晶的形核和長大過程，對合金有一定的強(qiáng)化作用，另外，Cr還能改善合金韌性和降低應(yīng)力腐蝕開裂敏感性。Mn:Mn可以提高合金的再結(jié)晶溫度，阻止晶粒粗大，并能提高合金的強(qiáng)度，阻止Mg在基體中的溶解度，減少裂紋傾向，從而提高延展性能。Sb:Sb主要用作鑄造鋁合金中的變質(zhì)劑，在變形鋁合金使用較少。銻元素加入某些Al-Zn-Mg-Cu系合金中，能改善熱壓與冷壓工藝性能，提高合金的旋壓性能。Sr:Sr是表面活性元素，在結(jié)晶學(xué)上鍶能改變金屬間化合物相的行為。因此用鍶元素進(jìn)行變質(zhì)處理能改善合金的塑性加工性能和最終產(chǎn)品質(zhì)量。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明之高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞與現(xiàn)有的鋁合金輪輞相比，具有以下有益之處1、抗拉強(qiáng)度高本發(fā)明所采用的高強(qiáng)度鋁合金材料的各化學(xué)元素中，Mg、Ti、Zn、Cu、Cr、Mn等元素均可起到提高合金強(qiáng)度的作用，其中Ti元素在合金中與Al結(jié)合生成的Ti3Al化合物對改善合金的機(jī)械性能、提高合金的抗拉強(qiáng)度起到重要的作用。由于現(xiàn)有鋁合金輪輞所采用的材料6061-T6是一種鋁鎂硅系鍛造合金，其Ti元素的含量最高僅為0.15%，因此，本發(fā)明Ti元素的含量明顯高于現(xiàn)有6061-T6的Ti含量，經(jīng)過試驗證明，本發(fā)明之高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞產(chǎn)品經(jīng)過固溶強(qiáng)化及時效處理后，其抗拉強(qiáng)度能提高10%，達(dá)到了鋼制輪輞抗拉強(qiáng)度下限，完全可克服鋁合金輪輞易變形、使用壽命短的不足之處，從而可提高鋁合金輪輞的安全可靠性，使其在車輛適當(dāng)超載時也不會產(chǎn)生變形。2、機(jī)械性能好由于現(xiàn)有606卜T6鍛造鋁合金在固溶強(qiáng)化及時效狀態(tài)下的可旋性指標(biāo)值——單道次極限減薄率為小max二vb/(0.17+vb)X100°/。二0.25/(0.17+0.25)X100%=60%，它比鋼板的單道次極限減薄率70%80%低；而本發(fā)明所采用的高強(qiáng)度鋁合金材料是在現(xiàn)有6061-T6的基礎(chǔ)上，增加鈦的含量以及添加能提高可旋性指標(biāo)的Sb、Sr合金元素，它既保證了鋁合金輪輞原有良好的鍛造性能、熱塑性能和耐蝕性能，又在細(xì)化組織的同時，大大增加了合金的可旋性能，使其完全能達(dá)到鋼板的可旋性指標(biāo)值。因此，本發(fā)明所采用的高強(qiáng)度鋁合金材料的機(jī)械性能較好，非常適于制造汽車鋁合金輪輞產(chǎn)品。3、使用范圍廣由于本發(fā)明之高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞的抗拉強(qiáng)度得到明顯提高，它即使在較大載荷下也不易變形，因此，本發(fā)明的使用范圍比較廣，不僅適于在中、小型汽車中使用，也適于在大型汽車中推廣使用。4、生產(chǎn)成本低由于本發(fā)明所采用的高強(qiáng)度鋁合金材料中，未含有任何比較貴重的金屬元素，各種元素均在鋁合金中應(yīng)用比較普遍，因此，本發(fā)明的生產(chǎn)成本比較低，易于批量生產(chǎn)。5、易于推廣使用由于本發(fā)明既具有現(xiàn)有鋁合金輪輞的質(zhì)量小、散熱性能好、真圓度高、吸能性好、剛性高、造型限制少等優(yōu)點，又具有良好的機(jī)械性能，因此，本發(fā)明適應(yīng)和滿足市場大型車輛輪輞裝配的需求，易于推廣使用。下面，結(jié)合實施例對本發(fā)明之高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說明。具體實施方式實施例一一種高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞，它由高強(qiáng)度鋁合金材料制造而成，該高強(qiáng)度鋁合金材料的各化學(xué)元素及其質(zhì)量百分比含量為Si0.4%，Mg0.8%，Ti0.16%，Z:'i0.2%,Fe0.6%，Cu0.15%，Cr0.04%,Mn0.1%，Sb0.02%，Sr0.02%，其余為Al。實施例二一種高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞，它由高強(qiáng)度鋁合金材料制造而成，該高強(qiáng)度鋁合金材料的各化學(xué)元素及其質(zhì)量百分比含量為Si0.6%，Mgl.0%，Ti0.2%，Zn0.25%，F(xiàn)e0.7%，Cu0.25%，Cr0.2%，Mn0.15%，Sb0.025%,Sr0.025%，其余為Al。實施例三一種高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞，它由高強(qiáng)度鋁合金材料制造而成，該高強(qiáng)度鋁合金材料的主要化學(xué)元素及其質(zhì)量百分比含量為Si0.8%，Mg1.2%，Ti0.22%，Zn0.3%，F(xiàn)e0.8%，Cu0.4%，Cr0.35%，Mn0.2%，Sb0.03%，Sr0.03%,其余為Al。實施例四實施例十采用各種不同含量化學(xué)元素的高強(qiáng)度鋁合金材料制造而成的高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞，所述的高強(qiáng)度鋁合金材料中各化學(xué)元素及其質(zhì)量百分比含量參見附表一。作為實施例一至實施例十的一種變換，所述高強(qiáng)度鋁合金材料的各化學(xué)元素含量可以根據(jù)實際需要增加或減少，一般情況下各化學(xué)元素的質(zhì)量百分比含Si0.40.8%，Mg0.81.2%，Ti0.160.22%,Zn0.20.3%,Fe0.60.8%，Cu0.150.4%，Cr0.040.35%，Mn0.10.2%,Sb0.020.03%，SrG.020.03%，其余為Al。上述化學(xué)元素中，其含量的最佳配比范圍為Si0.60.7%，Mg1.01.1%，Ti0.180.2%，Zn0.230.26%，F(xiàn)e0.70.8%，Cu0.250.3%,Cr0.150.25%，Mn0.150.18%，Sb0.0250.03%，Sr0.0250.03%,其余為Al。附表一實施例四實施例十所述高強(qiáng)度鋁合金材料的各化學(xué)元素及其質(zhì)量百分比含量一覽表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>試驗例為了驗證本發(fā)明之高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞的各項機(jī)械性能，本發(fā)明人隨機(jī)抽取三個批次的樣品并將其經(jīng)過固溶強(qiáng)化及時效處理后進(jìn)行試驗，其試驗結(jié)果分別參見附表二，由此可見，本發(fā)明的抗拉強(qiáng)度比現(xiàn)有鋁合金輪輞6061-T6的提高10%，可旋性指標(biāo)值——單道次極限減薄率也增加了5%。附表二:本發(fā)明之高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞經(jīng)固溶強(qiáng)化處理后的機(jī)械性能一覽表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.一種高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞，其特征在于所述的高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞由高強(qiáng)度鋁合金材料制造而成，該高強(qiáng)度鋁合金材料的主要化學(xué)元素及其質(zhì)量百分比含量為Si0.4～0.8％，Mg0.8～1.2％，Ti0.16～0.22％，Zn0.2～0.3％，F(xiàn)e0.6～0.8％，Cu0.15～0.4％，Cr0.04～0.35％，Mn0.1～0.2％，Sb0.02～0.03％，Sr0.02～0.03％，其余為Al。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞，其特征在于所述高強(qiáng)度鋁合金材料的主要化學(xué)元素及其質(zhì)量百分比含量為Si0.60.7%，Mgl.01,1%，Ti0.180.2%，Zn0.230.26%，F(xiàn)e0.70.8%，Cu0.250.3%，Cr0.150.25%，Mn0.150.18%，Sb0.0250.03%，Sr0.0250.03%,其余為A1。全文摘要一種高強(qiáng)度汽車鋁合金輪輞，涉及一種匹配于大型車輛的汽車輪輞，它由高強(qiáng)度鋁合金材料制成，該高強(qiáng)度鋁合金材料的主要化學(xué)元素及其質(zhì)量百分比含量為Si0.4～0.8％，Mg0.8～1.2％，Ti0.16～0.22％，Zn0.2～0.3％，F(xiàn)e0.6～0.8％，Cu0.15～0.4％，Cr0.04～0.35％，Mn0.1～0.2％，Sb0.02～0.03％，Sr0.02～0.03％，其余為Al。本發(fā)明的抗拉強(qiáng)度高，比現(xiàn)有的由6061-T6生產(chǎn)的鋁合金輪輞的抗拉強(qiáng)度提高10％，它既具有良好的機(jī)械性能，且在細(xì)化組織的同時，增加了合金的可旋性能，具有使用范圍廣、生產(chǎn)成本低，易于推廣使用的優(yōu)點。文檔編號C22C21/08GK101643869SQ20091011436公開日2010年2月10日申請日期2009年9月4日優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日發(fā)明者盧森鍇,廖樹德,蘇建歡,韋文儒申請人:河池學(xué)院