一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，涉及機械零件加工技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明通過配制鋁合金材料——熔化——初步精煉——細化處理——變質(zhì)處理——再次精煉——裝?！獰崽幚怼鋮s處理——自然冷卻十大工藝步驟，制造的鑄件具有良好的組織致密性，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，除此，鑄件的強度大大提高了，鑄件的性能得到了改善，且本發(fā)明提供的制備工藝步驟簡單，生產(chǎn)效率高。
【專利說明】
一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及機械零件加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制 備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋁合金及其加工材料具有一系列優(yōu)良特性，諸如密度小、比強度和比剛度高、彈性 好、抗沖擊性能優(yōu)良、耐腐蝕、耐磨、高導電、導熱、易表面著色、加工成形性良好以及高的回 收再生性、儲能和節(jié)能性等。鋁合金能較大程度地減輕汽車自身的質(zhì)量，鋁合金作為典型的 輕質(zhì)材料用于制造汽車零部件的優(yōu)勢已越來越為人們所認可。
[0003] 目前，世界汽車年產(chǎn)量為7000萬輛左右，汽車保有量為8億輛，而我國2010年 汽車產(chǎn)量將突破1500萬輛，汽車保有量已超過5000萬輛。工業(yè)發(fā)達國家每輛汽車平均 用錯量為200kg，最高已達到380 kg，我國正在向100 kg/每輛邁進。如果按錯合金鑄件 和壓鑄件占汽車用鋁量的80%計算，那么汽車用鋁合金鑄造產(chǎn)品的數(shù)量是十分可觀的，可 以說汽車的發(fā)展拉動了鋁合金鑄造產(chǎn)品的發(fā)展。
[0004] 鋁合金率先應用到汽車上的是各類鋁合金鑄件，因為壓鑄仍然是鋁合金鑄造成型 的主要方式，因此汽車上的大部分零件都是采用壓鑄工藝生產(chǎn) 。雖然壓鑄工藝能夠制造出形狀復雜的產(chǎn)品，但是鋁合金普通壓鑄過程中存在固有的 缺點，如鑄件工藝質(zhì)量不佳、鑄件性能低下等。
[0005] 普通壓鑄工藝嚴重制約了通過提升鑄件本體材料性能來實現(xiàn)鑄件輕量化的努力， 限制了鋁合金壓鑄件在汽車關(guān)鍵安全性能結(jié)構(gòu)上的應用，還大幅降低了壓鑄生產(chǎn)的效率、 推高了生產(chǎn)工藝成本，最終導致了汽車廠商壓鑄生產(chǎn)利潤低和壓鑄產(chǎn)品市場競爭力低下。
[0006] 鑒于我國汽車工業(yè)與發(fā)達國家汽車工業(yè)在汽車零部件采用輕金屬材料的重量相 差甚遠，應從鋁合金在汽車工業(yè)上的應用及產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)入手，必須致力于研究一種 新型的汽車上用的鋁合金鑄件的制備工藝，提高鑄件工藝質(zhì)量和機械性能等。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，以 解決現(xiàn)有技術(shù)中導致的鑄件工藝質(zhì)量不佳、鑄件機械性能低下等上述多項缺陷。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：一種用于汽車上的鋁合金鑄件的 制備工藝，包括以下步驟： (1) 配制鋁合金材料：其材料成分質(zhì)量百分數(shù)配比為:Si: 8.0%~ 9.0%，Mn:4.0%~5.0%，Zn:0.2%~0.5%，Ti:0.1%~0.3%，Mg:0.02%~0.2%，Cr :0 · 6%~0 · 9%，Sb : 0 · 5%~1%，其余為A1; (2) 熔化:將步驟(1)中配制好的鋁合金，在熔化爐中加熱到760 °C~ 780 °C進行熔化； (3) 初步精煉:將步驟(2)中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到到740°C~ 760 °C，使用精煉除渣劑進行初步精煉處理； (4) 細化處理:將步驟(3)中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到720°C~740°C， 采用細化劑進行細化處理； (5) 變質(zhì)處理:將步驟(4)中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到到700°C~ 720°C，采用變質(zhì)劑進行變質(zhì)處理； (6) 再次精煉:向?qū)⒉襟E(5)中的鋁合金溶液再次加入精煉劑進行精煉 處理，最后撇渣，并將鋁合金溶液轉(zhuǎn)入低壓鑄造機保溫爐中，鋁合金溶液的溫度調(diào)整到 680°C ~700°C 待澆； (7) 裝模:將步驟(6)中的鋁合金溶液倒入模具中，使其熔煉成鑄件； (8) 熱處理:將步驟(7)中的鑄件放入熱處理爐內(nèi)，溫度控制在510~ 530 °C，保持1~2小時； (9) 冷卻處理:將步驟(8)中的鑄件放入常溫的水池內(nèi)進行冷卻，時間 控制在0.5~1小時； (10) 自然冷卻:將步驟(9)中的鑄件從常溫的水池中取出，自然冷卻4~6小時。
[0009] 優(yōu)選的，所述步驟（1)中，配制鋁合金材料：其材料成分質(zhì)量百分數(shù)配比為：Si: 8.5%，Μη:4·5%，Ζη:0·35%，Ti :0.2%，Mg:0.11%，Cr :0.75%，Sb :0.75%，其余為A1。
[0010] 優(yōu)選的，所述配制鋁合金材料的材料中，含有其他雜質(zhì)的質(zhì)量百分比小于0.3%。
[0011] 優(yōu)選的，所述步驟（2)中，加入混合稀土，待混合稀土熔化后去除表面浮渣，攪拌2 ~4分鐘后，保溫靜置20~30分鐘，得到鋁合金溶液。
[0012] 優(yōu)選的，所述的混合稀土的加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.05%~0.1 %。
[0013]優(yōu)選的，所述步驟(4)中，細化劑加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.05%~0.3%。
[0014]優(yōu)選的，所述細化劑為鋁鈦碳晶粒細化劑。
[0015] 優(yōu)選的，所述步驟(5)中，變質(zhì)劑加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.2%~0.4%。
[0016] 采用本發(fā)明提供的以上技術(shù)方案的有益效果是:本發(fā)明通過配制鋁合金材料一一 熔化一一初步精煉一一細化處理一一變質(zhì)處理一一再次精煉一一裝模一一熱處理一一冷 卻處理一一自然冷卻十大工藝步驟，制造的鑄件具有良好的組織致密性，提高了產(chǎn)品質(zhì)量， 除此，鑄件的強度大大提高了，鑄件的性能得到了改善，本發(fā)明提供的制備工藝步驟簡單， 生產(chǎn)效率高。
【具體實施方式】
[0017] 下面通過對實施例的描述，對本發(fā)明的【具體實施方式】如所涉及的制造工藝及操作使用 方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有 更完整、準確和深入的理解。
[0018] 實施例1 一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，包括以下步驟： (1) 配制鋁合金材料：其材料成分質(zhì)量百分數(shù)配比為:Si: 8.0%， Mn:4.0%，Zn:0.2%，Ti :0.1%，Mg:0.02%，Cr :0.6%，Sb :0.5%，其余為A1; (2) 熔化:將步驟(1)中配制好的鋁合金，在熔化爐中加熱到760 °C進 行熔化； (3) 初步精煉:將步驟(2)中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到到740°C，使 用精煉除渣劑進行初步精煉處理； (4) 細化處理:將步驟(3)中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到720°C，采用 細化劑進行細化處理； (5) 變質(zhì)處理:將步驟(4)中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到到700°C，采 用變質(zhì)劑進行變質(zhì)處理； (6) 再次精煉:向?qū)⒉襟E(5)中的鋁合金溶液再次加入精煉劑進行精煉 處理，最后撇渣，并將鋁合金溶液轉(zhuǎn)入低壓鑄造機保溫爐中，鋁合金溶液的溫度調(diào)整到 680 °C待澆； (7) 裝模:將步驟(6)中的鋁合金溶液倒入模具中，使其熔煉成鑄件； (8) 熱處理:將步驟(7)中的鑄件放入熱處理爐內(nèi)，溫度控制在510°C， 保持1小時； (9) 冷卻處理:將步驟(8)中的鑄件放入常溫的水池內(nèi)進行冷卻，時 間控制在0.5小時； (10) 自然冷卻:將步驟(9)中的鑄件從常溫的水池中取出，自然冷卻4小時。
[0019] 本實施例中，所述配制鋁合金材料的材料中，含有其他雜質(zhì)的質(zhì)量百分比為0.1%。
[0020] 本實施例中，所述步驟(2)中，加入混合稀土，待混合稀土熔化后去除表面浮渣，攪 拌2分鐘后，保溫靜置20分鐘，得到鋁合金溶液。
[0021] 本實施例中，所述的混合稀土的加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.05%。
[0022]本實施例中，所述步驟(4)中，細化劑加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.05%。
[0023] 本實施例中，所述細化劑為鋁鈦碳晶粒細化劑。
[0024] 本實施例中，所述步驟(5)中，變質(zhì)劑加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.2%。
[0025] 實施例2 一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，包括以下步驟： (1) 配制鋁合金材料：其材料成分質(zhì)量百分數(shù)配比為:Si: 9.0%， Μη: 5·0%，Ζη: 0.5%，Ti : 0.3%，Mg: 0.2%，Cr : 0.9%，Sb : 1%，其余為A1; (2) 熔化:將步驟(1)中配制好的鋁合金，在熔化爐中加熱到780 °C進行熔化； (1) 初步精煉:將步驟(2)中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到到760°C，使 用精煉除渣劑進行初步精煉處理； (2) 細化處理:將步驟(3)中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到740°C，采用 細化劑進行細化處理； (3) 變質(zhì)處理:將步驟(4)中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到到720°C，采 用變質(zhì)劑進行變質(zhì)處理； (4) 再次精煉:向?qū)⒉襟E(5)中的鋁合金溶液再次加入精煉劑進行精 煉處理，最后撇渣，并將鋁合金溶液轉(zhuǎn)入低壓鑄造機保溫爐中，鋁合金溶液的溫度調(diào)整 至|J700°C待澆； (5) 裝模:將步驟(6)中的鋁合金溶液倒入模具中，使其熔煉成鑄件； (6) 熱處理:將步驟(7)中的鑄件放入熱處理爐內(nèi)，溫度控制在530°C， 保持2小時； (7)冷卻處理:將步驟(8)中的鑄件放入常溫的水池內(nèi)進行冷卻，時 間控制在1小時； (10)自然冷卻:將步驟(9)中的鑄件從常溫的水池中取出，自然冷卻6小時。
[0026]本實施例中，所述配制鋁合金材料的材料中，含有其他雜質(zhì)的質(zhì)量百分比為0.2%。 [0027]本實施例中，所述步驟(2)中，加入混合稀土，待混合稀土熔化后去除表面浮渣，攪 拌4分鐘后，保溫靜置30分鐘，得到鋁合金溶液。
[0028]本實施例中，所述的混合稀土的加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.1%。
[0029] 本實施例中，所述步驟(4)中，細化劑加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.3%。
[0030] 本實施例中，所述細化劑為鋁鈦碳晶粒細化劑。
[0031] 本實施例中，所述步驟(5)中，變質(zhì)劑加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.4%。
[0032] 實施例3 一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，包括以下步驟： (1)配制鋁合金材料：其材料成分質(zhì)量百分數(shù)配比為:其材料成分質(zhì)量百分數(shù)配比為： Si: 8.5%，Mn:4.5%，Zn:0.35%，Ti :0.2%，Mg:0.11%，Cr :0.75%，Sb :0.75%，其余為A1。
[0033] (2)熔化:將步驟(1)中配制好的鋁合金，在熔化爐中加熱到770°C進 行熔化； (3) 初步精煉:將步驟(2)中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到到750°C，使 用精煉除渣劑進行初步精煉處理； (4) 細化處理:將步驟(3)中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到730°C，采用 細化劑進行細化處理； (5) 變質(zhì)處理:將步驟(4)中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到到710°C，采 用變質(zhì)劑進行變質(zhì)處理； (6) 再次精煉:向?qū)⒉襟E(5)中的鋁合金溶液再次加入精煉劑進行精 煉處理，最后撇渣，并將鋁合金溶液轉(zhuǎn)入低壓鑄造機保溫爐中，鋁合金溶液的溫度調(diào)整 至|J690°C待澆； (7) 裝模:將步驟(6)中的鋁合金溶液倒入模具中，使其熔煉成鑄件； (8) 熱處理:將步驟(7)中的鑄件放入熱處理爐內(nèi)，溫度控制在520°C， 保持1.5小時； (9) 冷卻處理:將步驟(8)中的鑄件放入常溫的水池內(nèi)進行冷卻，時 間控制在0.75小時； (10) 自然冷卻:將步驟(9)中的鑄件從常溫的水池中取出，自然冷卻5小時。
[0034] 本實施例中，所述配制鋁合金材料的材料中，含有其他雜質(zhì)的質(zhì)量百分比為 0.18%〇
[0035]本實施例中，所述步驟(2)中，加入混合稀土，待混合稀土熔化后去除表面浮渣，攪 拌3分鐘后，保溫靜置25分鐘，得到鋁合金溶液。
[0036]本實施例中，所述的混合稀土的加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.075%。
[0037] 本實施例中，所述步驟(4)中，細化劑加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.175%。
[0038] 本實施例中，所述細化劑為鋁鈦碳晶粒細化劑。
[0039] 本實施例中，所述步驟(5)中，變質(zhì)劑加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.3 %。
[0040] 實施例4 一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，包括以下步驟： (1) 配制鋁合金材料：其材料成分質(zhì)量百分數(shù)配比為:Si: 8.6%， Mn:4.9%，Zn:0.3%，Ti :0.18%，Mg:0.1%，Cr :0.8%，Sb :0.7%，其余為A1; (2) 熔化:將步驟(1)中配制好的鋁合金，在熔化爐中加熱到760 °C進 行熔化； (3) 初步精煉:將步驟(2)中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到到755°C，使 用精煉除渣劑進行初步精煉處理； (4) 細化處理:將步驟(3)中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到738°C，采用 細化劑進行細化處理； (5) 變質(zhì)處理:將步驟(4)中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到到705°C，采 用變質(zhì)劑進行變質(zhì)處理； (6) 再次精煉:向?qū)⒉襟E(5)中的鋁合金溶液再次加入精煉劑進行精 煉處理，最后撇渣，并將鋁合金溶液轉(zhuǎn)入低壓鑄造機保溫爐中，鋁合金溶液的溫度調(diào)整 至|J700°C待澆； (7) 裝模:將步驟(6)中的鋁合金溶液倒入模具中，使其熔煉成鑄件； (8) 熱處理:將步驟(7)中的鑄件放入熱處理爐內(nèi)，溫度控制在530°C， 保持1小時； (9) 冷卻處理:將步驟(8)中的鑄件放入常溫的水池內(nèi)進行冷卻，時 間控制在0.5小時； (10) 自然冷卻:將步驟(9)中的鑄件從常溫的水池中取出，自然冷卻4.5小時。
[0041] 本實施例中，所述配制鋁合金材料的材料中，含有其他雜質(zhì)的質(zhì)量百分比為 0.25%〇
[0042]本實施例中，所述步驟(2)中，加入混合稀土，待混合稀土熔化后去除表面浮渣，攪 拌2分鐘后，保溫靜置20分鐘，得到鋁合金溶液。
[0043]本實施例中，所述的混合稀土的加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.1%。
[0044] 本實施例中，所述步驟(4)中，細化劑加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.3%。
[0045] 本實施例中，所述細化劑為鋁鈦碳晶粒細化劑。
[0046] 本實施例中，所述步驟(5)中，變質(zhì)劑加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.3%。
[0047] 針對上述實施例1-4的鋁合金鑄件的性能進行試驗，結(jié)果如表1所示：
表1 由以上實用數(shù)據(jù)可知:本發(fā)明制造的鋁合金鑄件，表面無氣泡，光潔度好，鑄件的強度 也大大得到了提高，進而改善了鑄件的加工性能，且制備工藝簡單，生產(chǎn)效率高。
[0048]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明 的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，其特征在于:包括以下步驟： (1) 配制鋁合金材料：其材料成分質(zhì)量百分數(shù)配比為:Si: 8.0%~9.0%， Mn:4.0%~5.0%，Zn:0.2%~0.5%，Ti:0.1%~0.3%，Mg:0.02%~0.2%，Cr:0.6% ~0.9%，Sb :0.5%~1%，其余為A1; (2) 熔化:將步驟(1)中配制好的鋁合金，在熔化爐中加熱到760 °C~780 °C 進行熔化； (3) 初步精煉:將步驟(2)中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到到740°C~760°C，使用精煉除 渣劑進行初步精煉處理； (4) 細化處理:將步驟(3 )中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到720 °C~740 °C， 采用細化劑進行細化處理； (5) 變質(zhì)處理:將步驟(4)中的鋁合金溶液的溫度調(diào)整到到700°C~720°C， 采用變質(zhì)劑進行變質(zhì)處理； (6 )再次精煉:向?qū)⒉襟E(5 )中的鋁合金溶液再次加入精煉劑進行精煉處理， 最后撇渣，并將鋁合金溶液轉(zhuǎn)入低壓鑄造機保溫爐中，鋁合金溶液的溫度調(diào)整到680°C ~700 °C待澆； (7) 裝模:將步驟(6)中的鋁合金溶液倒入模具中，使其熔煉成鑄件； (8) 熱處理:將步驟(7 )中的鑄件放入熱處理爐內(nèi)，溫度控制在510 °C~530 °C， 保持1~2小時； (9) 冷卻處理:將步驟(8)中的鑄件放入常溫的水池內(nèi)進行冷卻，時間控制 在0.5~1小時； (10) 自然冷卻:將步驟(9)中的鑄件從常溫的水池中取出，自然冷卻4~6小時。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，其特征在于:所述步驟 (1) 中，配制鋁合金材料：其材料成分質(zhì)量百分數(shù)配比為:Si : 8.5 %，Mn: 4.5%，Zn: 0.35 %， Ti :0.2%，Mg:0.11%，Cr :0.75%，Sb :0.75%，其余為A1。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，其特征在于:所述 配制鋁合金材料的材料中，含有其他雜質(zhì)的質(zhì)量百分比小于0.3%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，其特征在于:所述步驟 (2) 中，加入混合稀土，待混合稀土熔化后去除表面浮渣，攪拌2~4分鐘后，保溫靜置20~30 分鐘，得到鋁合金溶液。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，其特征在于:所述的混 合稀土的加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.05%~0.1 %。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，其特征在于:所述步驟 (4) 中，細化劑加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.05%~0.3%。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，其特征在于:所述 細化劑為鋁鈦碳晶粒細化劑。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于汽車上的鋁合金鑄件的制備工藝，其特征在于:所述步驟 (5) 中，變質(zhì)劑加入量為熔煉合金總質(zhì)量的0.2%~0.4%。
【文檔編號】C22C21/02GK105936990SQ201610469461
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年6月25日
【發(fā)明人】陳麗影, 謝飛飛
【申請人】安慶市天涯汽車配件有限公司