本發(fā)明涉及金屬材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高性能鋁合金輪轂的制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的鋁合金輪轂的加工方法包括：鋁錠的熔融精煉、鑄造成型以及機(jī)加工。熔融精煉后的鋁液的質(zhì)量直接決定了鋁合金輪轂的質(zhì)量，鋁液的質(zhì)量主要由鋁液中的氫含量和鋁液中夾雜物的含量所決定。鋁液中的氫含量和鋁液中夾雜物的含量決定了鋁合金輪轂表面的針孔情況、鋁液的流動性和凝固時的收縮性。
但現(xiàn)有的鋁液中的氫含量以及夾雜物的含量普遍偏高，直接影響了鋁合金輪轂的質(zhì)量，導(dǎo)致鋁合金輪轂的合格率偏低，進(jìn)而增大了生產(chǎn)成本。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明設(shè)計開發(fā)了一種高性能鋁合金輪轂的制備方法，最終用于制作鋁合金輪轂的鋁液中氫含量和夾雜物含量較低，從而保證鋁合金輪轂無針孔和渣孔，結(jié)構(gòu)均一穩(wěn)定。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
一種高性能鋁合金輪轂的制備方法，包括：
步驟一、對鋁錠進(jìn)行一次熔煉形成一次鋁液，一次熔煉溫度為800-850℃，一次熔煉時間為20-30min，所述鋁錠包括以下按質(zhì)量份數(shù)計的以下成分：si8-9份，mg0.2-0.4份，ti0.02-0.04份，fe0.03-0.05份，cu0.01-0.02份，zn0.01-0.02份，其余為al；
步驟二、向一次鋁液中加入清渣劑，所述清渣劑包括氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉，其中，氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉的質(zhì)量比為1:0.2-0.4:0.2-0.4，所述清渣劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.3-0.5:1000份，之后進(jìn)行二次熔煉，二次熔煉溫度為600-650℃，二次熔煉時間為3-5h，之后靜置排渣；在向一次鋁液中加入清渣劑時，通過氮?dú)庀蛩鲆淮武X液中噴入清渣劑，且所述氮?dú)獾膰娚鋲毫?.3-0.4mpa，并且在進(jìn)行二次熔煉時，持續(xù)向所述一次鋁液中通入壓力為0.1-0.2mpa的氮?dú)?，同時保證在所述一次鋁液的表面吹送氮?dú)猓?/p>
步驟三、再向經(jīng)排渣的二次鋁液中加入精煉劑進(jìn)行精煉，所述精煉劑為氟鋁酸鈉，所述精煉劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.3-0.5:1000份，精煉溫度為700-730℃，精煉時間為20-40min；
步驟四、利用步驟三制得的鋁液澆鑄制成鋁合金輪轂。
優(yōu)選的是，所述的高性能鋁合金輪轂的制備方法中，所述步驟一中，一次熔煉溫度為850℃，一次熔煉時間為30min。
優(yōu)選的是，所述的高性能鋁合金輪轂的制備方法中，所述步驟二中，氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉的質(zhì)量比為1:0.4:0.4，所述清渣劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.5:1000份。
優(yōu)選的是，所述的高性能鋁合金輪轂的制備方法中，所述步驟二中，二次熔煉溫度為650℃，二次熔煉時間為5h。
優(yōu)選的是，所述的高性能鋁合金輪轂的制備方法中，所述步驟三中，所述精煉劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.5:1000份。
優(yōu)選的是，所述的高性能鋁合金輪轂的制備方法中，所述步驟三中，精煉溫度為730℃，精煉時間為40min。
本發(fā)明所述的高性能鋁合金輪轂的制備方法通過對工藝參數(shù)進(jìn)行研究和設(shè)計，降低了最終鋁液內(nèi)的氫含量和夾雜物的含量，從而提高鋁合金的流動性以及凝固收縮性，進(jìn)而避免所制備得到的鋁合金輪轂形成針孔和渣孔，使其結(jié)構(gòu)均一穩(wěn)定，延長其使用壽命。
具體實施方式
下面對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
本發(fā)明提供一種高性能鋁合金輪轂的制備方法，包括：
步驟一、對鋁錠進(jìn)行一次熔煉形成一次鋁液，一次熔煉溫度為800-850℃，一次熔煉時間為20-30min，所述鋁錠包括以下按質(zhì)量份數(shù)計的以下成分：si8-9份，mg0.2-0.4份，ti0.02-0.04份，fe0.03-0.05份，cu0.01-0.02份，zn0.01-0.02份，其余為al；
步驟二、向一次鋁液中加入清渣劑，所述清渣劑包括氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉，其中，氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉的質(zhì)量比為1:0.2-0.4:0.2-0.4，所述清渣劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.3-0.5:1000份，之后進(jìn)行二次熔煉，二次熔煉溫度為600-650℃，二次熔煉時間為3-5h，之后靜置排渣；在向一次鋁液中加入清渣劑時，通過氮?dú)庀蛩鲆淮武X液中噴入清渣劑，且所述氮?dú)獾膰娚鋲毫?.3-0.4mpa，并且在進(jìn)行二次熔煉時，持續(xù)向所述一次鋁液中通入壓力為0.1-0.2mpa的氮?dú)?，同時保證在所述一次鋁液的表面吹送氮?dú)猓?/p>
步驟三、再向經(jīng)排渣的二次鋁液中加入精煉劑進(jìn)行精煉，所述精煉劑為氟鋁酸鈉，所述精煉劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.3-0.5:1000份，精煉溫度為700-730℃，精煉時間為20-40min；
步驟四、利用步驟三制得的鋁液澆鑄制成鋁合金輪轂。
本發(fā)明先對鋁錠進(jìn)行一次熔煉，且一次熔煉的溫度在相對于較高的溫度下進(jìn)行，并持續(xù)一段時間，以促使其中的氣體排出；之后向一次鋁液中加入清渣劑，再進(jìn)行二次熔煉，二次熔煉時間較長，在二次熔煉過程中，清渣劑充分作用，除去二次鋁液中所含的夾雜物。在精煉環(huán)節(jié)，精確控制精煉溫度精確時間以及精煉劑的用量，以促使精煉劑充分作用，除去夾雜物和氫。
通過氮?dú)庀蛞淮武X液中噴入清渣劑，同時控制氮?dú)獾膲毫υ?.3-0.4mpa，促使清渣劑均勻混入一次鋁液內(nèi)，促使清渣劑充分發(fā)揮作用。并且在二次熔煉的過程中，還持續(xù)向一次鋁液中通入氮?dú)?，且氮?dú)鈮毫Ρ戎坝兴鶞p小，以促使清渣劑與一次鋁液各部位均勻反應(yīng)，同時避免氧氣與一次鋁液發(fā)生氧化作用。
本發(fā)明提高了最終鋁液的流動性和凝固收縮性，避免在制備鋁合金輪轂時產(chǎn)生針孔和渣孔。
優(yōu)選的是，所述的高性能鋁合金輪轂的制備方法中，所述步驟一中，一次熔煉溫度為850℃，一次熔煉時間為30min。
優(yōu)選的是，所述的高性能鋁合金輪轂的制備方法中，所述步驟二中，氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉的質(zhì)量比為1:0.4:0.4，所述清渣劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.5:1000份。
優(yōu)選的是，所述的高性能鋁合金輪轂的制備方法中，所述步驟二中，二次熔煉溫度為650℃，二次熔煉時間為5h。
優(yōu)選的是，所述的高性能鋁合金輪轂的制備方法中，所述步驟三中，所述精煉劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.5:1000份。
優(yōu)選的是，所述的高性能鋁合金輪轂的制備方法中，所述步驟三中，精煉溫度為730℃，精煉時間為40min。
實施例一
步驟一、對鋁錠1000kg進(jìn)行一次熔煉形成一次鋁液，一次熔煉溫度為800℃，一次熔煉時間為20min，所述鋁錠包括以下按質(zhì)量份數(shù)計的以下成分：si8-9份，mg0.2-0.4份，ti0.02-0.04份，fe0.03-0.05份，cu0.01-0.02份，zn0.01-0.02份，其余為al；
步驟二、向一次鋁液中加入清渣劑，所述清渣劑包括氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉，其中，氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉的質(zhì)量比為1:0.2:0.2，所述清渣劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.3:1000份，之后進(jìn)行二次熔煉，二次熔煉溫度為600℃，二次熔煉時間為3h，之后靜置排渣；在向一次鋁液中加入清渣劑時，通過氮?dú)庀蛩鲆淮武X液中噴入清渣劑，且所述氮?dú)獾膰娚鋲毫?.3mpa，并且在進(jìn)行二次熔煉時，持續(xù)向所述一次鋁液中通入壓力為0.1mpa的氮?dú)?，同時保證在所述一次鋁液的表面吹送氮?dú)猓?/p>
步驟三、再向經(jīng)排渣的二次鋁液中加入精煉劑進(jìn)行精煉，所述精煉劑為氟鋁酸鈉，所述精煉劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.3:1000份，精煉溫度為700℃，精煉時間為20min；
步驟四、利用步驟三制得的鋁液澆鑄制成鋁合金輪轂。
實施例二
步驟一、對鋁錠1000kg進(jìn)行一次熔煉形成一次鋁液，一次熔煉溫度為850℃，一次熔煉時間為30min，所述鋁錠包括以下按質(zhì)量份數(shù)計的以下成分：si8-9份，mg0.2-0.4份，ti0.02-0.04份，fe0.03-0.05份，cu0.01-0.02份，zn0.01-0.02份，其余為al；
步驟二、向一次鋁液中加入清渣劑，所述清渣劑包括氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉，其中，氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉的質(zhì)量比為1:0.4:0.4，所述清渣劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.5:1000份，之后進(jìn)行二次熔煉，二次熔煉溫度為650℃，二次熔煉時間為5h，之后靜置排渣；在向一次鋁液中加入清渣劑時，通過氮?dú)庀蛩鲆淮武X液中噴入清渣劑，且所述氮?dú)獾膰娚鋲毫?.3mpa，并且在進(jìn)行二次熔煉時，持續(xù)向所述一次鋁液中通入壓力為0.1mpa的氮?dú)?，同時保證在所述一次鋁液的表面吹送氮?dú)猓?/p>
步驟三、再向經(jīng)排渣的二次鋁液中加入精煉劑進(jìn)行精煉，所述精煉劑為氟鋁酸鈉，所述精煉劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.5:1000份，精煉溫度為730℃，精煉時間為40min；
步驟四、利用步驟三制得的鋁液澆鑄制成鋁合金輪轂。
實施例三
步驟一、對鋁錠1000kg進(jìn)行一次熔煉形成一次鋁液，一次熔煉溫度為800℃，一次熔煉時間為30min，所述鋁錠包括以下按質(zhì)量份數(shù)計的以下成分：si8-9份，mg0.2-0.4份，ti0.02-0.04份，fe0.03-0.05份，cu0.01-0.02份，zn0.01-0.02份，其余為al；
步驟二、向一次鋁液中加入清渣劑，所述清渣劑包括氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉，其中，氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉的質(zhì)量比為1:0.4:0.4，所述清渣劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.5:1000份，之后進(jìn)行二次熔煉，二次熔煉溫度為620℃，二次熔煉時間為5h，之后靜置排渣；在向一次鋁液中加入清渣劑時，通過氮?dú)庀蛩鲆淮武X液中噴入清渣劑，且所述氮?dú)獾膰娚鋲毫?.4mpa，并且在進(jìn)行二次熔煉時，持續(xù)向所述一次鋁液中通入壓力為0.2mpa的氮?dú)?，同時保證在所述一次鋁液的表面吹送氮?dú)猓?/p>
步驟三、再向經(jīng)排渣的二次鋁液中加入精煉劑進(jìn)行精煉，所述精煉劑為氟鋁酸鈉，所述精煉劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.5:1000份，精煉溫度為710℃，精煉時間為40min；
步驟四、利用步驟三制得的鋁液澆鑄制成鋁合金輪轂。
實施例四
步驟一、對鋁錠1000kg進(jìn)行一次熔煉形成一次鋁液，一次熔煉溫度為820℃，一次熔煉時間為30min，所述鋁錠包括以下按質(zhì)量份數(shù)計的以下成分：si8-9份，mg0.2-0.4份，ti0.02-0.04份，fe0.03-0.05份，cu0.01-0.02份，zn0.01-0.02份，其余為al；
步驟二、向一次鋁液中加入清渣劑，所述清渣劑包括氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉，其中，氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉的質(zhì)量比為1:0.2:0.2，所述清渣劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.3:1000份，之后進(jìn)行二次熔煉，二次熔煉溫度為600℃，二次熔煉時間為3h，之后靜置排渣；在向一次鋁液中加入清渣劑時，通過氮?dú)庀蛩鲆淮武X液中噴入清渣劑，且所述氮?dú)獾膰娚鋲毫?.4mpa，并且在進(jìn)行二次熔煉時，持續(xù)向所述一次鋁液中通入壓力為0.2mpa的氮?dú)猓瑫r保證在所述一次鋁液的表面吹送氮?dú)猓?/p>
步驟三、再向經(jīng)排渣的二次鋁液中加入精煉劑進(jìn)行精煉，所述精煉劑為氟鋁酸鈉，所述精煉劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.3:1000份，精煉溫度為700℃，精煉時間為25min；
步驟四、利用步驟三制得的鋁液澆鑄制成鋁合金輪轂。
實施例五
步驟一、對鋁錠1000kg進(jìn)行一次熔煉形成一次鋁液，一次熔煉溫度為820℃，一次熔煉時間為25min，所述鋁錠包括以下按質(zhì)量份數(shù)計的以下成分：si8-9份，mg0.2-0.4份，ti0.02-0.04份，fe0.03-0.05份，cu0.01-0.02份，zn0.01-0.02份，其余為al；
步驟二、向一次鋁液中加入清渣劑，所述清渣劑包括氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉，其中，氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉的質(zhì)量比為1:0.4:0.4，所述清渣劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.3:1000份，之后進(jìn)行二次熔煉，二次熔煉溫度為650℃，二次熔煉時間為5h，之后靜置排渣；在向一次鋁液中加入清渣劑時，通過氮?dú)庀蛩鲆淮武X液中噴入清渣劑，且所述氮?dú)獾膰娚鋲毫?.4mpa，并且在進(jìn)行二次熔煉時，持續(xù)向所述一次鋁液中通入壓力為0.2mpa的氮?dú)?，同時保證在所述一次鋁液的表面吹送氮?dú)猓?/p>
步驟三、再向經(jīng)排渣的二次鋁液中加入精煉劑進(jìn)行精煉，所述精煉劑為氟鋁酸鈉，所述精煉劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.5:1000份，精煉溫度為730℃，精煉時間為40min；
步驟四、利用步驟三制得的鋁液澆鑄制成鋁合金輪轂。
實施例六
步驟一、對鋁錠1000kg進(jìn)行一次熔煉形成一次鋁液，一次熔煉溫度為850℃，一次熔煉時間為30min，所述鋁錠包括以下按質(zhì)量份數(shù)計的以下成分：si8-9份，mg0.2-0.4份，ti0.02-0.04份，fe0.03-0.05份，cu0.01-0.02份，zn0.01-0.02份，其余為al；
步驟二、向一次鋁液中加入清渣劑，所述清渣劑包括氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉，其中，氯化鈉、氯化鉀和碳酸鈉的質(zhì)量比為1:0.3:0.3，所述清渣劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.5:1000份，之后進(jìn)行二次熔煉，二次熔煉溫度為650℃，二次熔煉時間為5h，之后靜置排渣；在向一次鋁液中加入清渣劑時，通過氮?dú)庀蛩鲆淮武X液中噴入清渣劑，且所述氮?dú)獾膰娚鋲毫?.4mpa，并且在進(jìn)行二次熔煉時，持續(xù)向所述一次鋁液中通入壓力為0.2mpa的氮?dú)?，同時保證在所述一次鋁液的表面吹送氮?dú)猓?/p>
步驟三、再向經(jīng)排渣的二次鋁液中加入精煉劑進(jìn)行精煉，所述精煉劑為氟鋁酸鈉，所述精煉劑與所述鋁錠的質(zhì)量比為0.4:1000份，精煉溫度為700℃，精煉時間為20min；
步驟四、利用步驟三制得的鋁液澆鑄制成鋁合金輪轂。
表1給出實施例一至實施例六中夾雜物和氫含量，同時給出了最終鋁液的凝固收縮性和流動性。
表1
盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)。