專利名稱：汽車輪轂用合金錠及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種汽車輪轂用合金棒合金材料的組成成分及其生產(chǎn)方法，用于生產(chǎn)低鐵高端汽車輪轂用合金錠。
背景技術(shù)：
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鑄造合金錠是生產(chǎn)汽車輪轂的主要基礎(chǔ)材料，經(jīng)過原鋁合金化形成鑄造合金錠后，通過再熔化、壓鑄等工藝成型，其產(chǎn)品要求Fe含量小于0.1%，表面干凈、組織致密、無氣孔、沙目艮、夾雜物等缺陷。隨著全球汽車輕量化進(jìn)程的加快，國際汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，節(jié)能化、輕量化成為我國汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，其發(fā)展速度很快，市場(chǎng)前景廣闊。目前輕合金的汽車輪轂以鋁合金輪轂為主，且工藝也取得了較大進(jìn)步，但從國內(nèi)合金錠供應(yīng)廠家的質(zhì)量分析來看，普遍存在質(zhì)量較差且不穩(wěn)定現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在合金成分的不穩(wěn)定，伴有組織粗大、夾渣等缺陷，導(dǎo)致輪轂的機(jī)械性能(拉伸、延伸率、硬度等)以及表面質(zhì)量達(dá)不到用戶及市場(chǎng)要求，從而給供需雙方造成極 大的經(jīng)濟(jì)損失。一般汽車鋁輪轂主要使用Al-Si系A(chǔ)356.2鑄造合金，其中Si含量為7 13 %，F(xiàn)e彡0.10 %，且為了提高性能，添加Mg、Mn、Cu等合金元素，元素控制種類較多，且要求較為嚴(yán)格，這是造成許多廠家難以穩(wěn)定生產(chǎn)的原因。發(fā)明內(nèi)容:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的不足，提供一種成分穩(wěn)定均勻、組織致密、表面干凈的汽車輪轂用合金錠及其生產(chǎn)方法，來滿足市場(chǎng)以及企業(yè)的需求。本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:
一種汽車輪轂用合金錠，該汽車輪轂用合金錠的組成成分按重量百分比為:硅Si6.8 7.2%,鎂 Mg0.28 0.33%,鈦 Ti0.10 0.15%,鍶 Sr0.015 0.030%,鐵Fe ( 0.10%,錳 Mn ( 0.05%,鋅 Zn < 0.01%,銅 Cu < 0.01%,鈣 Ca < 0.003%,磷 P < 0.002%,其他單個(gè)雜質(zhì)含量< 0.02%，雜質(zhì)總含量< 0.1%，余量為鋁。上面所述的汽車輪轂用合金錠的生產(chǎn)方法，其具體工藝流程如下:
A、先加入3303工業(yè)金屬硅和電解鋁液配料，其中:電解鋁液占配料重量份的90%，3303工業(yè)金屬硅占配料重量份的10%，電解鋁液中鐵含量Fe ( 0.08% ；
B、在850 900°C溫度條件下加熱熔化；
C、撒入適量覆蓋劑來減少氧化造渣；
D、攪拌使工業(yè)金屬硅快速熔化并保持溫度均勻；
E、扒渣來保持熔體的清潔；
F、取樣化驗(yàn):使用光譜儀快速進(jìn)行爐前化學(xué)成分分析；
G、成分調(diào)整——補(bǔ)料或沖淡，使原料化學(xué)成分按重量百分比達(dá)到下列要求:
硅 Si6.8 7.2%,鎂 Mg0.28 0.33%,鈦 Ti0.10 0.15%,鍶 Sr0.015 0.030%,鐵Fe ( 0.10%,錳 Mn ( 0.05%,鋅 Zn < 0.01%,銅 Cu < 0.01%,鈣 Ca < 0.003%,磷 P < 0.002%,
其他單個(gè)雜質(zhì)含量< 0.02%，雜質(zhì)總含量< 0.1%，余量為鋁Al ；
H、熔煉爐內(nèi)熔體處理:采用無污染的高純N2與適量精煉噴粉劑來噴粉精煉3O 60min，進(jìn)行除氣除渣；
1、熔煉爐溫度控制在740 750°C ；
J、將所得鋁水導(dǎo)入到靜置爐中，再加入Al-Sr合金，所加Al-Sr合金的重量為爐內(nèi)鋁液重量的0.4%，攪拌均勻后，采用無污染的高純N2與適量精煉噴粉劑來噴粉精煉30 60min，進(jìn)行二次除氣除渣；
K、過濾除渣，鑄造合金錠，鑄造溫度640 680°C，鑄造速度120 140mm/min，冷卻水溫 35 45°C ；
L、檢驗(yàn)成品是否符合標(biāo)準(zhǔn)，要求合金錠針孔低倍檢查級(jí)別應(yīng)不大于JB/T 7946.3-1999規(guī)定的2級(jí)，當(dāng)針孔度為2級(jí)時(shí)，晶粒度應(yīng)不大于2級(jí)；
M、將符合要求的合金錠鋸切成客戶所需長度、打包、檢驗(yàn)、入庫、出廠。在步驟“C”中，所述的覆蓋劑為氯化鉀、氯化鈉和氟鋁酸鈉的混合物，其中氯化鈉的重量百分比為40 50%，氟鋁酸鈉的重量百分比為18 23%，余量為氯化鉀。在步驟“G”中，所述的成分調(diào)整需用合金要求:硅為含量Si彡99%的工業(yè)金屬硅，鎂為含量Mg彡99.9%的純鎂錠；鈦為Ti含量5%的鈦塊；鍶為含量為10%的Al-Sr合金。在步驟“H”和“J”中，所述的高純N2的純度為99.995%以上；噴粉精煉劑為氯化鉀、氯化鈉和氟鋁酸鈉的混合物，其中氯化鈉的重量百分比為45 55%，氟鋁酸鈉的重量百分比為4 8%,余量為氯化鉀。本發(fā)明生產(chǎn)出來的汽車輪轂用合金錠成品的各種參數(shù)如下:
合金成分=Fe ( 0.1% ；
合金狀態(tài):F狀態(tài)；
產(chǎn)品規(guī)格:0 90mm*700mm的方形錠；
尺寸允許偏差:長度公差±20mm ；
針孔低倍:不大于JB/T 7946.3-1999規(guī)定的2級(jí)；
表面質(zhì)量要求:不允許有霉斑、熔渣及外來夾雜物；
斷面質(zhì)量要求:斷口應(yīng)致密，不得有縮孔、熔渣及非金屬夾雜物；
晶粒度要求:不大于GB/T 3246.2-2000規(guī)定的2級(jí)；
本發(fā)明能產(chǎn)生的積極效果是:
1、使用高品質(zhì)低鐵鋁水(Fe ( 0.1%),較低的雜質(zhì)Fe含量有利于減少Si和Fe在鋁中形成的二元、三元化合物，減少裂紋傾向和形成共晶偏析等。2、采用低溫鑄造，有利于除氣、除渣、減少金屬燒損、節(jié)省能耗、提高鑄造速度、減少合金偏析等。3、采用靜置爐加入Al-Sr合金元素，有利于提高對(duì)鑄造產(chǎn)品晶粒的變質(zhì)效果，獲得較好的機(jī)械性能。4、采用高純氮?dú)饧泳珶拠姺蹌┻M(jìn)行噴粉精來煉對(duì)鋁熔體進(jìn)行除氣除渣精煉，優(yōu)越于傳統(tǒng)的四氯化碳精煉。5、在鑄造時(shí) 對(duì)鋁液進(jìn)行過濾除渣，有利于鋁液純度的提高，減少產(chǎn)品夾渣現(xiàn)象的發(fā)生。6、本發(fā)明所生產(chǎn)出來的汽車輪轂用合金錠，成分穩(wěn)定均勻，組織致密，表面干凈，是生產(chǎn)低鐵高端汽車輪轂用A356.2合金錠的最佳生產(chǎn)方法。
7、經(jīng)本發(fā)明生產(chǎn)方法所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品規(guī)格為0 90mm*700mm的方形錠，為低鐵高端汽車輪轂用A356.2合金錠，由于本發(fā)明采用低溫鑄造，其組織更加均勻，表面更加干凈，優(yōu)于其它廠家生產(chǎn)的扁形合金錠，專用于國外高檔汽車輪轂的生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
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實(shí)施例:一種汽車輪轂用合金錠，其組成成分按重量百分比為:硅Si6.8 7.2%，鎂Mg0.28 0.33%,鈦 Ti0.10 0.15%,鍶 Sr0.015 0.030%,鐵 Fe ( 0.10%,錳 Mn ( 0.05%,鋅 Zn < 0.01%,銅 Cu < 0.01%,鈣 Ca < 0.003%,磷 P < 0.002%,其他單個(gè)雜質(zhì)含量< 0.02%,雜質(zhì)總含量< 0.1%，余量為鋁。上面所述的汽車輪轂用合金錠的生產(chǎn)方法，其具體工藝流程如下:
A、先加入3303工業(yè)金屬硅和電解鋁液配料， 其中:電解鋁液占配料重量份的90%，3303工業(yè)金屬硅占配料重量份的10%，電解鋁液中鐵含量Fe ( 0.08% ；
B、在850 900°C溫度條件下加熱熔化；
C、撒入適量覆蓋劑來減少氧化造渣；
D、攪拌使工業(yè)金屬硅快速熔化并保持溫度均勻；
E、扒渣來保持熔體的清潔；
F、取樣化驗(yàn):使用光譜儀快速進(jìn)行爐前化學(xué)成分分析；
G、成分調(diào)整——補(bǔ)料或沖淡，使原料化學(xué)成分按重量百分比達(dá)到下列要求:
硅 Si6.8 7.2%,鎂 Mg0.28 0.33%,鈦 Ti0.10 0.15%,鍶 Sr0.015 0.030%,鐵Fe ( 0.10%,錳 Mn ( 0.05%,鋅 Zn < 0.01%,銅 Cu < 0.01%,鈣 Ca < 0.003%,磷 P < 0.002%,其他單個(gè)雜質(zhì)含量< 0.02%，雜質(zhì)總含量< 0.1%，余量為鋁Al ；
H、熔煉爐內(nèi)熔體處理:采用無污染的高純N2與適量精煉噴粉劑來噴粉精煉30 60min，進(jìn)行除氣除渣；
1、熔煉爐溫度控制在740 750°C；
J、將所得鋁水導(dǎo)入到靜置爐中，再加入Al-Sr合金，所加Al-Sr合金的重量為爐內(nèi)鋁液重量的0.4%，攪拌均勻后，采用無污染的高純N2與適量精煉噴粉劑來噴粉精煉30 60min，進(jìn)行二次除氣除渣；
K、過濾除渣，鑄造合金錠，鑄造溫度640 680°C，鑄造速度120 140mm/min，冷卻水溫 35 45°C ；
L、檢驗(yàn)成品是否符合標(biāo)準(zhǔn)，要求合金錠針孔低倍檢查級(jí)別應(yīng)不大于JB/T 7946.3-1999規(guī)定的2級(jí)，當(dāng)針孔度為2級(jí)時(shí)，晶粒度應(yīng)不大于2級(jí)；
M、將符合要求的合金錠鋸切成客戶所需長度、打包、檢驗(yàn)、入庫、出廠。在步驟“C”中，所述的覆蓋劑為氯化鉀、氯化鈉和氟鋁酸鈉的混合物，其中氯化鈉的重量百分比為40 50%，氟鋁酸鈉的重量百分比為18 23%，余量為氯化鉀。在步驟“G”中，所述的成分調(diào)整需用合金要求:硅為含量Si彡99%的工業(yè)金屬硅，鎂為含量Mg彡99.9%的純鎂錠；鈦為Ti含量5%的鈦塊；鍶為含量為10%的Al-Sr合金。在步驟“H”和“J”中，所述的高純N2的純度為99.995%以上；噴粉精煉劑為氯化鉀、氯化鈉和氟鋁酸鈉的混合物，其中氯化鈉的重量百分比為45 55%，氟鋁酸鈉的重量百分比為4 8%,余量為氯化鉀。經(jīng)上述生產(chǎn)方法所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品規(guī)格為090mm*700mm的方形錠，由于本發(fā)明采用低溫鑄造，其組織更加均勻，表面更加干凈，優(yōu)于其它廠家生產(chǎn)的扁形合金錠，專用于國外高檔 汽車輪轂的生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種汽車輪轂用合金錠，其特征在于:該汽車輪轂用合金錠的組成成分按重量百分比為:硅 Si6.8 7.2%,鎂 Mg0.28 0.33%,鈦 Ti0.10 0.15%,鍶 Sr0.015 0.030%,鐵Fe ( 0.10%,錳 Mn ( 0.05%,鋅 Zn < 0.01%,銅 Cu < 0.01%,鈣 Ca < 0.003%,磷 P < 0.002%,其他單個(gè)雜質(zhì)含量< 0.02%，雜質(zhì)總含量< 0.1%，余量為鋁。
2.權(quán)利要求1所述的汽車輪轂用合金錠的生產(chǎn)方法，其具體工藝流程如下: A、先加入3303工業(yè)金屬硅和電解鋁液配料，其中:電解鋁液占配料重量份的90%，3303工業(yè)金屬硅占配料重量份的10%，電解鋁液中鐵含量Fe ( 0.08% ； B、在850 900°C溫度條件下加熱熔化； C、撒入適量覆蓋劑來減少氧化造渣； D、攪拌使工業(yè)金屬硅快速熔化并保持溫度均勻； E、扒渣來保持熔體的清潔； F、取樣化驗(yàn):使用光譜儀快速進(jìn)行爐前化學(xué)成分分析； G、成分調(diào)整——補(bǔ)料或沖淡，使原料化學(xué)成分按重量百分比達(dá)到下列要求:硅 Si6.8 7.2%,鎂 Mg0.28 0.33%,鈦 Ti0.10 0.15%,鍶 Sr0.015 0.030%,鐵Fe ( 0.10%,錳 Mn ( 0.05%,鋅 Zn < 0.01%,銅 Cu < 0.01%,鈣 Ca < 0.003%,磷 P < 0.002%,其他單個(gè)雜質(zhì)含量< 0.02%，雜質(zhì)總含量< 0.1%，余量為鋁Al ； H、熔煉爐內(nèi)熔體處理:采用無污染的高純N2與適量精煉噴粉劑來噴粉精煉30 60min，進(jìn)行除氣除渣； 1、熔煉爐溫度控制在740 750°C； J、將所得鋁水導(dǎo)入到靜置爐中，再加入Al-Sr合金，所加Al-Sr合金的重量為爐內(nèi)鋁液重量的0.4%，攪拌均勻后，采用無污染的高純N2與適量精煉噴粉劑來噴粉精煉30 60min，進(jìn)行二次除氣除渣； K、過濾除渣，鑄造合金錠，鑄造溫度640 680°C，鑄造速度120 140mm/min，冷卻水溫 35 45°C ； L、檢驗(yàn)成品是否符合標(biāo)準(zhǔn)，要求合金錠針孔低倍檢查級(jí)別應(yīng)不大于JB/T 7946.3-1999規(guī)定的2級(jí)，當(dāng)針孔度為2級(jí)時(shí)，晶粒度應(yīng)不大于2級(jí)； M、將符合要求的合金錠鋸切成客戶所需長度、打包、檢驗(yàn)、入庫、出廠。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車輪轂用合金錠的生產(chǎn)方法，其特征在于:在步驟“C”中，所述的覆蓋劑為氯化鉀、氯化鈉和氟鋁酸鈉的混合物，其中氯化鈉的重量百分比為40 50%，氟鋁酸鈉的重量百分比為18 23%，余量為氯化鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車輪轂用合金錠的生產(chǎn)方法，其特征在于:在步驟“G”中，所述的成分調(diào)整需用合金要求:硅為含量Si彡99%的工業(yè)金屬硅，鎂為含量Mg彡99.9%的純鎂錠；鈦為Ti含量5%的鈦塊；鍶為含量為10%的Al-Sr合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車輪轂用合金錠的生產(chǎn)方法，其特征在于:在步驟“H”和“J”中，所述的高純N2的純度為99.995%以上；噴粉精煉劑為氯化鉀、氯化鈉和氟鋁酸鈉的混合物，其中氯化鈉的重量百分比為45 55%，氟鋁酸鈉的重量百分比為4 8%，余量為氯化鉀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽車輪轂專用合金錠，組分如下硅Si6.8～7.2%，鎂Mg0.28～0.33%，鈦Ti0.10～0.15%，鍶Sr0.015～0.030%,鐵Fe≤0.10%，錳Mn≤0.05%，鋅Zn＜0.01%，銅Cu＜0.01%，鈣Ca＜0.003%，磷P＜0.002%，其他單個(gè)雜質(zhì)含量＜0.02%，雜質(zhì)總含量＜0.1%，余量為鋁。本發(fā)明汽車輪轂專用合金錠生產(chǎn)方法如下加入3303工業(yè)金屬硅和電解鋁液配料，適溫下加熱熔化，撒入覆蓋劑減少氧化造渣，攪拌使工業(yè)金屬硅快速熔化并保持溫度均勻，扒渣保持熔體的清潔，采用高純N2與精煉噴粉劑來噴粉精煉，熔煉爐溫度控制在740～750℃，所得鋁水中加入Al-Sr合金后，再次采用噴粉精煉法進(jìn)行二次除氣除渣，過濾除渣，鑄造符合要求的合金錠。本發(fā)明所得產(chǎn)品成分穩(wěn)定均勻、組織致密、表面干凈，是生產(chǎn)低鐵高端汽車輪轂用A356.2合金錠的最佳生產(chǎn)方法。
文檔編號(hào)B22D21/04GK103146961SQ20131007366
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月8日
發(fā)明者張傳合, 任書卿, 柴志宏, 王建新, 邵育紅, 李懷武, 張豐立, 蘇亢愷, 李曉慶, 雷雙林, 李世隆, 范欽玉, 胡素維, 李冬陽, 張開興, 楊喜恩 申請(qǐng)人:河南省銀湖鋁業(yè)有限責(zé)任公司鞏義分公司