一種超高強(qiáng)鑄造鋁合金輪轂材料zl350/500及其制造工藝

技術(shù)領(lǐng)域

1.本發(fā)明屬于一種鑄造鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鑄造鋁合金材料及制造工藝，特別是一種超高強(qiáng)度鑄造鋁合金材料zl350/500及其制造工藝，用于制造車用超高強(qiáng)鋁合金輪轂，同時(shí)也適用于大量使用超高強(qiáng)度、輕質(zhì)的鋁合金新材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

2.隨著汽車在中國的普及，巨大的汽車保有量和生產(chǎn)量，使汽車輕量化的要求越來越迫切。輪轂是承載汽車全部重量和高速度旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，對其使用的新材料提出了更嚴(yán)苛的要求。目前，世界上的大部分高檔商用車采用鋁合金材料制造輪轂，如日本使用ac4c，adc3材料，美國的a356材料制造汽車輪轂等，我國也有公開報(bào)道鋁輪轂材料如zl101a等用于生產(chǎn)汽車輪轂。這些種材料的抗拉強(qiáng)度都不高，均小于300mpa。由于材料強(qiáng)度的限制，要滿足輪轂的使用性能，輪轂的斷面尺寸須足夠大，才能滿足輪轂高速度旋轉(zhuǎn)和承載汽車全部重量的要求。

3.中國發(fā)明專利(專利號：201310069762.2)公開了一種鋁合金材料及其熱處理工藝，按質(zhì)量百分比包括以下組分：si0.8％

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1.3％；cuo.3

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0.7％；mno.20

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0.60％；mgo.8

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1.4％；cro.05

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0.25％；zro.05

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0.2％；fe<0.5％；zn<0.2％；ti<0.1％，其余為al和雜質(zhì)。該發(fā)明的鋁合金材料及其熱處理工藝，通過在傳統(tǒng)6xxx合金基礎(chǔ)上，添加微量元素，優(yōu)化主元素含量，同時(shí)采用真空鑄造方式及優(yōu)化熱處理工藝，使鋁合金材料強(qiáng)度，韌性性能得到提升，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度、韌性和耐蝕性的有機(jī)結(jié)合，可用于在某些領(lǐng)域取代2xxx和7xxx鋁合金的使用，使得產(chǎn)品在航空航天以及民用汽車等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

4.中國發(fā)明專利(申請?zhí)枺?01410543527.9)公開了一種鋁合金制備方法，其組成按重量百分比為，1.0

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1.1％的銅、0.03

?

0.05％的鐵、0.001

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0.0015％的碳、0.003

?

0.005％的鈦、0.001

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0.003％的鋯、0.35

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0.5％的鋅、0.02

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0.05％的鋇、0.002

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0.003％的鉍、0.03

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0.05％的釹、0.003

?

0.005％的釩、0.1

?

0.3％的鎳、0.01

?

0.03％的鎢、0.003

?

0.005％的含鑭稀土及余量為鋁及不可避免的雜質(zhì)。通過本技術(shù)方案，在提高鋁合金導(dǎo)線強(qiáng)度的同時(shí)，對導(dǎo)線的導(dǎo)電率影響很小，并且提高了鋁合金導(dǎo)線的韌性。

5.以上兩份專利使鋁合金材料強(qiáng)度，韌性性能得到提升，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度、韌性和耐蝕性的有機(jī)結(jié)合，但是該專利申請仍存在材料強(qiáng)度偏低的缺陷。

6.面對汽車輕量化和新能源汽車的發(fā)展要求，在保證輪轂強(qiáng)度的前提下盡量減輕重量與成本,以提高運(yùn)載能力和速度,研究發(fā)展超高強(qiáng)度鑄造鋁合金結(jié)構(gòu)材料日益迫切。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

7.本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的抗拉強(qiáng)度都不高的不足之處，而提出了一種超高強(qiáng)鑄造鋁合金輪轂材料及其制造工藝，在保證輪轂強(qiáng)度的前提下，減輕重量與成本，提高運(yùn)載能力和速度。

8.本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

9.一種超高強(qiáng)度鑄造鋁合金zl350/500，其組分含量為：si：7～12.5％；fe：0.25～0.45％；cu：l.9～3.2％；mn：0.25～0.55％；mg：l.7～2.8％；zn：0.15～0.30％；zr：0.01～0.05％；ti:0.10～0.55％；ni:≤0.05；其余為鋁。

10.其制造方法包括以下步驟：

11.(1)傾翻式反射熔煉爐熔化鋁，nox低于60ppm；

12.(2)當(dāng)爐料熔化一部分后，在720℃～740℃時(shí)，向溶體中加入7～12.5％的硅、0.25～0.55％的錳和1.9～3.2％的銅進(jìn)行熔煉；

13.(3)溫度升至730℃～750℃時(shí)，撒入粉狀溶劑，分離渣和金屬，進(jìn)行扒渣，扒渣后加入鎂1.7～2.8％和鋅0.15～0.30％進(jìn)行熔煉；

14.(4)溫度升至740℃～760℃后,再加入鈦0.10～0.55％進(jìn)行熔煉；

15.(5)待各種成份充分溶解在一起，啟動(dòng)電磁攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌次數(shù)不少于4次，進(jìn)行除氣除渣精煉；

16.用安裝在反射爐底部的噴吹氣體裝置向溶體噴吹n2?

cl2和混合氣體進(jìn)行精煉，精煉時(shí)間：12～18分鐘，精煉后拔渣。

17.(6)通過加入zr變質(zhì)劑對合金進(jìn)行變質(zhì)處理，以改變硅相形態(tài)，破壞si分子團(tuán)結(jié)構(gòu)，生成的al3zr初晶尺寸小并彌散分布，減小共晶硅和初晶硅的尺寸，初晶硅最大尺寸不大于0.08mm。

18.將變質(zhì)劑zr均勻噴入熔體表面并電磁攪拌，再用精煉氣體n2精煉10分鐘，拔渣靜置。

19.(7)澆注，澆注溫度715℃～725℃，模具預(yù)熱溫度310℃～360℃。鑄造時(shí)用陶瓷過濾板過濾溶體。

20.(8)采用高壓鑄造成型工藝，液態(tài)鋁合金在高壓充滿型腔，充滿型腔未完全凝固時(shí)立即施加鍛壓力，細(xì)化晶粒；

21.(9)鑄件進(jìn)行均勻化處理。均質(zhì)溫度：495℃～520℃，保溫時(shí)間為12～20h，隨爐冷卻至220℃～250℃出爐。

22.(10)鑄件進(jìn)行固溶和人工時(shí)效處理。

23.固溶處理：固溶溫度：475℃～525℃，保溫時(shí)間為3h～4.5h，在18s內(nèi)快速進(jìn)入聚乙二醇類熱處理液中冷卻；

24.時(shí)效處理：時(shí)效在時(shí)效爐內(nèi)進(jìn)行，時(shí)效溫度為130℃～175℃，時(shí)效時(shí)間為2h～6h,時(shí)效時(shí)間到后材料隨爐冷卻。

25.本發(fā)明的有益效果：

26.本發(fā)明按照各種成分的性質(zhì)，優(yōu)化數(shù)量配比；

27.si使本合金中的主要成分，si在合金中主要以a+si共晶體和b(al5fesi)形式存在。隨著si含量的增加，其共晶體增加，合金溶體的流動(dòng)性增加，合金的強(qiáng)度和耐磨性同時(shí)增加。

28.少量的ni和fe可以形成不溶于鋁的金屬間化合物，細(xì)化晶粒，提高合金的高溫強(qiáng)度和硬度，又不降低線膨脹系數(shù)。

29.cu和mg生成mg2si、cual2和s相，提高合金強(qiáng)度。

30.ti細(xì)化晶粒，改善合金的氣密性。

31.合金中的mn部分固溶于基體，其余以mnal6相的形式存在于組織中，mn可以提高合金的再結(jié)晶溫度，阻止晶粒細(xì)化，并使合金強(qiáng)度有所提高，尤其提高屈服強(qiáng)度效果明顯。

32.通過加入zr變質(zhì)劑對合金進(jìn)行變質(zhì)處理，以改變硅相形態(tài)，破壞si分子團(tuán)結(jié)構(gòu)，生成的al3zr初晶尺寸小并彌散分布，減小共晶硅和初晶硅的尺寸，初晶硅最大尺寸不大于0.08mm。同時(shí)提高合金的抗應(yīng)力腐蝕性能。

33.不同熔煉溫度順序加入相應(yīng)材料，并適當(dāng)攪動(dòng)，使得加入合金充分熔化，擴(kuò)散均勻；通過這些工藝措施，使合金的強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)得到顯著提高。

34.本發(fā)明的高強(qiáng)度鑄造鋁合金經(jīng)均勻化、固溶和人工時(shí)效處理后，其室溫下抗拉強(qiáng)度350～500mpa，屈服強(qiáng)度320～380mpa，伸長率＞7％。

附圖說明

35.本發(fā)明有1幅附圖，亦可做說明書摘要附圖。

36.圖1.本發(fā)明制造工藝的流程圖。

具體實(shí)施方式

37.下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步描述。

38.一種超高強(qiáng)度鑄造鋁合金zl350/500，其組分含量為：si:7～12.5％；fe:0.25～0.45％；cu：l.9～3.2％；mn：0.25～0.55％；mg：l.7～2.8％；zn：0.15～0.30％；zr：0.01～0.05％；ti：0.10～0.55％；ni：≤0.05；其余為鋁。

39.如圖1所示，其制造方法包括以下步驟：

40.(1)傾翻式反射熔煉爐熔化鋁，nox低于60ppm；

41.(2)當(dāng)爐料熔化一部分后，在720℃～740℃時(shí)，向溶體中加入7～12.5％的硅、0.25～0.55％的錳和1.9～3.2％的銅進(jìn)行熔煉；

42.(3)溫度升至730℃～750℃時(shí)，撒入粉狀溶劑，分離渣和金屬，進(jìn)行扒渣，扒渣后加入鎂1.7～2.8％和鋅0.15～0.30％進(jìn)行熔煉；

43.(4)溫度升至740℃～760℃后,再加入鈦0.10～0.55％進(jìn)行熔煉；

44.(5)待各種成份充分溶解在一起，啟動(dòng)電磁攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌次數(shù)不少于4次，進(jìn)行除氣除渣精煉；

45.用安裝在反射爐底部的噴吹氣體裝置向溶體噴吹n2?

cl2和混合氣體進(jìn)行精煉，噴吹的精煉氣體散布于溶體中并上浮，上浮的精煉氣體形成的微小氣泡吸附聚集溶體中的有害氣體如h2、各種氧化物等，并隨氣泡被帶出溶體，精煉除氣效果良好。精煉時(shí)間12～18分鐘，精煉后拔渣。

46.(6)通過加入zr變質(zhì)劑對合金進(jìn)行變質(zhì)處理，以改變硅相形態(tài)，破壞si分子團(tuán)結(jié)構(gòu)，生成的al3zr初晶尺寸小并彌散分布，減小共晶硅和初晶硅的尺寸，初晶硅最大尺寸不大于0.08mm。

47.將變質(zhì)劑zr均勻噴入熔體表面并電磁攪拌，再用精煉氣體n2精煉10分鐘，拔渣靜置。

48.(7)澆注，澆注溫度715℃～725℃，模具預(yù)熱溫度310℃～360℃。澆注時(shí)用陶瓷鋁液過濾板過濾溶體，有效去除雜物及有害元素，減少鋁液中的h2含量。

49.(8)采用高壓鑄造成型工藝，液態(tài)鋁合金在高壓充滿型腔，充滿型腔未完全凝固時(shí)立即施加鍛壓力，細(xì)化晶粒；

50.(9)鑄件進(jìn)行均勻化處理。均質(zhì)溫度：495℃～520℃，保溫時(shí)間為12～20h，隨爐冷卻至220℃～250℃出爐。鑄件均勻化退火，原子在晶內(nèi)擴(kuò)散，使晶內(nèi)化學(xué)成分均勻，消除晶內(nèi)偏析；同時(shí)，富集在晶粒和枝晶邊界上可溶解的金屬間化合物和強(qiáng)化相的溶解和擴(kuò)散，以及過飽和固溶體的析出及擴(kuò)散，使鑄造組織均勻，性能得到提高。

51.(10)鑄件進(jìn)行固溶和人工時(shí)效處理

52.固溶處理：固溶溫度：475℃～525℃，保溫時(shí)間為3h～4.5h，在18s內(nèi)快速進(jìn)入聚乙二醇類熱處理液中冷卻；當(dāng)加熱好的鑄件淬入聚乙二醇類溶液中時(shí)，金屬表面會沉積一層起著隔熱作用的均勻液態(tài)薄膜，降低了鑄件的冷卻速度；隨著工件冷卻，膜又逐漸溶解而使工件表面導(dǎo)熱均勻，減少了冷卻不均造成的鑄件變形、開裂，提高了淬火效率。

53.時(shí)效處理：時(shí)效在時(shí)效爐內(nèi)進(jìn)行，時(shí)效溫度為130℃～175℃，時(shí)效時(shí)間為2h～6h,時(shí)效時(shí)間到后材料隨爐冷卻。

54.本發(fā)明的高強(qiáng)度鑄造鋁合金經(jīng)均勻化、固溶和人工時(shí)效處理后，其室溫下抗拉強(qiáng)度350～500mpa，屈服強(qiáng)度320～380mpa，伸長率＞7％。

55.實(shí)施例1

56.超高強(qiáng)度鑄造鋁合金zl350/500，其成分按重量百分比為：si：12.5％；fe：0.3％；cu：1.9％；mn：0.25％；mg：1.7％；zr：0.01％；zn：0.18％；ti：0.55％；ni≤0.05；余量為鋁。

57.其制造方法包括以下步驟：

58.(1)傾翻式反射熔煉爐熔化鋁，nox低于60ppm；

59.(2)當(dāng)爐料熔化一部分后，在725℃～740℃時(shí)，向溶體中加入12.5％的硅、0.25％的錳和1.9％的銅進(jìn)行熔煉；

60.(3)溫度升至730℃～750℃時(shí)，撒入粉狀溶劑，分離渣和金屬，進(jìn)行扒渣，扒渣后加入鎂1.7％和鋅0.18％進(jìn)行熔煉；

61.(4)溫度升至740℃～760℃后,再加入鈦0.55％進(jìn)行熔煉；

62.(5)待各種成份充分溶解在一起，啟動(dòng)電磁攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌次數(shù)不少于4次，進(jìn)行除氣除渣精煉；

63.用安裝在反射爐底部的噴吹氣體裝置向溶體噴吹n2?

cl2和混合氣體進(jìn)行精煉，精煉時(shí)間15分鐘，精煉后拔渣。

64.(6)通過加入zr變質(zhì)劑對合金進(jìn)行變質(zhì)處理，以改變硅相形態(tài)，破壞si分子團(tuán)結(jié)構(gòu)，生成的al3zr初晶尺寸小并彌散分布，減小共晶硅和初晶硅的尺寸，初晶硅最大尺寸不大于0.08mm。

65.將變質(zhì)劑zr均勻噴入熔體表面并電磁攪拌，再用精煉氣體n2精煉10分鐘，拔渣靜置。

66.(7)澆注，澆注溫度715℃～725℃，模具預(yù)熱溫度340℃～350℃；鑄造時(shí)用陶瓷過濾板過濾。

67.(8)采用高壓鑄造成型工藝，液態(tài)鋁合金在高壓充滿型腔，充滿型腔未完全凝固時(shí)立即施加鍛壓力，細(xì)化晶粒；

68.(9)澆注成型后，鑄件進(jìn)行均勻化處理。均質(zhì)溫度：510℃～520℃，保溫時(shí)間為18h，

隨爐冷卻至240℃出爐。

69.(10)鑄件進(jìn)行固溶、人工時(shí)效處理。

70.固溶溫度：500

±

3℃，保溫時(shí)間為3.5小時(shí)，在18s內(nèi)快速進(jìn)入聚乙二醇類熱處理液中冷卻；時(shí)效在時(shí)效爐內(nèi)進(jìn)行，時(shí)效溫度為155℃

±

3℃,時(shí)效時(shí)間為5小時(shí),時(shí)效時(shí)間到后材料隨爐冷卻。

71.本發(fā)明實(shí)例1的高強(qiáng)度鑄造鋁合金zl350/500經(jīng)均勻化、固溶和人工時(shí)效處理后，其室溫抗拉強(qiáng)度：485mpa，屈服強(qiáng)度：360mpa，伸長率：7.5％。

72.實(shí)施例2

73.超高強(qiáng)度鑄造鋁合金zl350/500，其成分按重量百分比為：si：10％；fe：0.25％；cu：2.8％；mn：0.3％；mg：2.1％；zr：0.05％；zn：0.3％；ti：0.2％；ni≤0.05；余量為鋁。

74.其制造方法包括以下步驟：

75.(1)傾翻式反射熔煉爐熔化鋁，nox低于60ppm；

76.(2)當(dāng)爐料熔化一部分后，在720℃～740℃時(shí)，向溶體中加入10％的硅、0.3％的錳和2.8％的銅進(jìn)行熔煉；

77.(3)溫度升至740℃～750℃時(shí)，撒入粉狀溶劑，分離渣和金屬，進(jìn)行扒渣，扒渣后加入鎂2.1％和鋅0.30％進(jìn)行熔煉；

78.(4)溫度升至750℃～760℃后,再加入鈦0.2％進(jìn)行熔煉；

79.(5)待各種成份充分溶解在一起，啟動(dòng)電磁攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌次數(shù)不少于4次，進(jìn)行除氣除渣精煉；

80.用安裝在反射爐底部的噴吹氣體裝置向溶體噴吹n2?

cl2和混合氣體進(jìn)行精煉，精煉時(shí)間12分鐘，精煉后拔渣。

81.(6)通過加入zr0.05％變質(zhì)劑對合金進(jìn)行變質(zhì)處理，以改變硅相形態(tài)，破壞si分子團(tuán)結(jié)構(gòu)，生成的al3zr初晶尺寸小并彌散分布，減小共晶硅和初晶硅的尺寸，初晶硅最大尺寸不大于0.08mm。

82.將變質(zhì)劑zr均勻噴入熔體表面并電磁攪拌，再用精煉氣體n2精煉10分鐘，拔渣靜置。

83.(7)澆注，澆注溫度715℃～725℃，模具預(yù)熱溫度330℃～340℃；鑄造時(shí)用陶瓷過濾板過濾。

84.(8)采用高壓鑄造成型工藝，液態(tài)鋁合金在高壓充滿型腔，充滿型腔未完全凝固時(shí)立即施加鍛壓力，細(xì)化晶粒；

85.(9)澆注成型后，鑄件進(jìn)行均勻化處理。均質(zhì)溫度：510℃～520℃，保溫時(shí)間為20h，隨爐冷卻至220℃出爐。

86.(10)鑄件進(jìn)行固溶、人工時(shí)效處理。

87.固溶溫度：510℃

±

3℃，保溫時(shí)間為4.0小時(shí)，在18s內(nèi)快速進(jìn)入聚乙二醇類熱處理液中冷卻；人工時(shí)效在時(shí)效爐內(nèi)進(jìn)行，時(shí)效溫度為165℃,時(shí)效時(shí)間為4.5小時(shí),時(shí)效時(shí)間到后材料隨爐冷卻。

88.本發(fā)明實(shí)例2的超高強(qiáng)度鑄造鋁合金zl350/500經(jīng)均勻化、固溶和人工時(shí)效處理后，其室溫抗拉強(qiáng)度：450mpa，屈服強(qiáng)度：345mpa，伸長率：8％。

89.實(shí)施例3

90.超高強(qiáng)度鑄造鋁合金zl350/500，其成分按重量百分比為：si：7％；fe：0.45％；cu：3.2％；mn：0.45％；mg：2.5％；zr：0.03％；zn：0.15％；ti：0.35％；ni≤0.05；余量為鋁。

91.其制造方法包括以下步驟：

92.(1)傾翻式反射熔煉爐熔化鋁，nox低于60ppm；

93.(2)當(dāng)爐料熔化一部分后，在730℃～740℃時(shí)，向溶體中加入7％的硅、0.45％的錳和3.2％的銅進(jìn)行熔煉；

94.(3)溫度升至740℃～750℃時(shí)，撒入粉狀溶劑，分離渣和金屬，進(jìn)行扒渣，扒渣后加入鎂2.5％和鋅0.15％進(jìn)行熔煉；

95.(4)溫度升至750℃～760℃后,再加入鈦0.35％進(jìn)行熔煉；

96.(5)待各種成份充分溶解在一起，啟動(dòng)電磁攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌次數(shù)不少于4次，進(jìn)行除氣除渣精煉；

97.用安裝在反射爐底部的噴吹氣體裝置向溶體噴吹n2?

cl2和混合氣體進(jìn)行精煉，精煉時(shí)間15分鐘，精煉后拔渣。

98.(6)通過加入zr0.03％變質(zhì)劑對合金進(jìn)行變質(zhì)處理，以改變硅相形態(tài)，破壞si分子團(tuán)結(jié)構(gòu)，生成的al3zr初晶尺寸小并彌散分布，減小共晶硅和初晶硅的尺寸，初晶硅最大尺寸不大于0.08mm。

99.將變質(zhì)劑zr均勻噴入熔體表面并電磁攪拌，再用精煉氣體n2精煉10分鐘，拔渣靜置。

100.(7)澆注，澆注溫度720℃～725℃，模具預(yù)熱溫度340℃～350℃；鑄造時(shí)用陶瓷過濾板過濾。

101.(8)采用高壓鑄造成型工藝，液態(tài)鋁合金在高壓充滿型腔，充滿型腔未完全凝固時(shí)立即施加鍛壓力，細(xì)化晶粒；

102.(9)澆注成型后，鑄件進(jìn)行均勻化處理。均質(zhì)溫度：500℃～510℃，保溫時(shí)間為15h，隨爐冷卻至240℃出爐。

103.(10)鑄件進(jìn)行固溶、人工時(shí)效處理。

104.固溶溫度：515℃

±

3℃，保溫時(shí)間為4.5小時(shí)，在18s內(nèi)快速進(jìn)入聚乙二醇類熱處理液中冷卻；人工時(shí)效在時(shí)效爐內(nèi)進(jìn)行，時(shí)效溫度為160℃,時(shí)效時(shí)間為3.5小時(shí),時(shí)效時(shí)間到后材料隨爐冷卻。

105.本發(fā)明實(shí)例3的超高強(qiáng)度鑄造鋁合金zl350/500經(jīng)均勻化、固溶和人工時(shí)效處理后，其室溫抗拉強(qiáng)度：其室溫抗拉強(qiáng)度：385mpa，屈服強(qiáng)度：330mpa，伸長率：8.5％。

106.實(shí)施例4

107.超高強(qiáng)度鑄造鋁合金zl450，其成分按重量百分比為：si：9.5％；fe：0.4％；cu：2.3％；mn：0.55％；mg：2.8％；zr：0.04％；zn：0.25％；ti：0.1％；ni≤0.05；余量為鋁。

108.其制造方法包括以下步驟：

109.(1)傾翻式反射熔煉爐熔化鋁，nox低于60ppm；

110.(2)當(dāng)爐料熔化一部分后，在720℃～740℃時(shí)，向溶體中加入9.5％的硅、0.55％的錳和2.3％的銅進(jìn)行熔煉；

111.(3)溫度升至730℃～750℃時(shí)，撒入粉狀溶劑，分離渣和金屬，進(jìn)行扒渣，扒渣后加入鎂2.8％和鋅0.25％進(jìn)行熔煉；

112.(4)溫度升至745℃～760℃后,再加入鈦0.10％進(jìn)行熔煉；

113.(5)待各種成份充分溶解在一起，啟動(dòng)電磁攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌次數(shù)不少于4次，進(jìn)行除氣除渣精煉；

114.用安裝在反射爐底部的噴吹氣體裝置向溶體噴吹n2?

cl2和混合氣體進(jìn)行精煉，精煉時(shí)間14分鐘，精煉后拔渣。

115.(6)通過加入zr0.04％變質(zhì)劑對合金進(jìn)行變質(zhì)處理，以改變硅相形態(tài)，破壞si分子團(tuán)結(jié)構(gòu)，生成的al3zr初晶尺寸小并彌散分布，減小共晶硅和初晶硅的尺寸，初晶硅最大尺寸不大于0.08mm。

116.將變質(zhì)劑zr均勻噴入熔體表面并電磁攪拌，再用精煉氣體n2精煉10分鐘，拔渣靜置。

117.(7)澆注，澆注溫度715℃～725℃，模具預(yù)熱溫度310℃～330℃；鑄造時(shí)用陶瓷過濾板過濾。

118.(8)采用高壓鑄造成型工藝，液態(tài)鋁合金在高壓充滿型腔，充滿型腔未完全凝固時(shí)立即施加鍛壓力，細(xì)化晶粒；

119.(9)澆注成型后，鑄件進(jìn)行均勻化處理。均質(zhì)溫度：505℃～520℃，保溫時(shí)間為15h，隨爐冷卻至235℃出爐。

120.(10)鑄件進(jìn)行固溶處理。固溶溫度：525℃

±

3℃，保溫時(shí)間為3.5小時(shí)，在18s內(nèi)快速進(jìn)入聚乙二醇類熱處理液中冷卻；人工時(shí)效在時(shí)效爐內(nèi)進(jìn)行，時(shí)效溫度為155℃,時(shí)效時(shí)間為3.5小時(shí),時(shí)效時(shí)間到后材料隨爐冷卻。

121.本發(fā)明實(shí)例4的超高強(qiáng)度鑄造鋁合金zl350/500經(jīng)均勻化、固溶和人工時(shí)效處理后，其室溫抗拉強(qiáng)度：415mpa，屈服強(qiáng)度：335mpa，伸長率：7.7％。

122.以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但不能因此理解為對本發(fā)明專利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種超高強(qiáng)度鑄造鋁合金輪轂材料zl350/500，其特征在于：si：7～12.5％；fe：0.25～0.45％；cu：l.9～3.2％；mn：0.25～0.55％；mg：l.7～2.8％；zn：0.15～0.30％；zr：0.01～0.05％；ti：0.10～0.55％；ni：≤0.05；其余為鋁。2.一種超高強(qiáng)度鑄造鋁合金輪轂材料zl350/500的制造工藝，其特征在于，其制造工藝包括以下步驟：(1)傾翻式反射熔煉爐熔化鋁，nox低于60ppm；(2)當(dāng)爐料熔化一部分后加入硅、錳、銅進(jìn)行熔煉；(3)溫度升至730℃～750℃時(shí)，撒入粉狀溶劑，分離渣和金屬，進(jìn)行扒渣，扒渣后加入鎂和鋅進(jìn)行熔煉；(4)溫度升至740℃～760℃后,再加入鈦進(jìn)行熔煉；(5)待各種成份充分溶解在一起，啟動(dòng)電磁攪拌器進(jìn)行攪拌，進(jìn)行除氣除渣精煉；用安裝在反射爐底部的噴吹氣體裝置向溶體噴吹n2

?

cl2和混合氣體進(jìn)行精煉，精煉后拔渣；(6)通過加入zr變質(zhì)劑對合金進(jìn)行變質(zhì)處理，以改變硅相形態(tài)，破壞si分子團(tuán)結(jié)構(gòu)，生成的al3zr初晶尺寸小并彌散分布，減小共晶硅和初晶硅的尺寸，初晶硅最大尺寸不大于0.08mm；(7)澆注，鑄造時(shí)用陶瓷過濾板過濾溶體；(8)采用高壓鑄造成型工藝，液態(tài)鋁合金在高壓充滿型腔，充滿型腔未完全凝固時(shí)立即施加鍛壓力，細(xì)化晶粒；(9)鑄件進(jìn)行均勻化處理；(10)鑄件進(jìn)行固溶和人工時(shí)效處理。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超高強(qiáng)度鑄造鋁合金輪轂材料zl350/500的制造工藝，其特征在于：所述步驟(2)中當(dāng)爐料熔化一部分后，在720℃～740℃時(shí)，向溶體中加入7％～12.5％的硅、0.25％～0.55％的錳和1.9％～3.2％的銅進(jìn)行熔煉。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超高強(qiáng)度鑄造鋁合金輪轂材料zl350/500的制造工藝，其特征在于：所述步驟(3)中扒渣后加入鎂1.7～2.8％和鋅0.15～0.30％進(jìn)行熔煉。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超高強(qiáng)度鑄造鋁合金輪轂材料zl350/500的制造工藝，其特征在于：所述步驟(4)中加入的鈦為0.10～0.55％。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超高強(qiáng)度鑄造鋁合金輪轂材料zl350/500的制造工藝，其特征在于：所述步驟(5)中對溶體進(jìn)行電磁攪拌，噴吹氣體的精煉時(shí)間：12～18分鐘。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超高強(qiáng)度鑄造鋁合金輪轂材料zl350/500的制造工藝，其特征在于：所述步驟(6)中將變質(zhì)劑zr均勻噴入熔體表面并電磁攪拌，再用精煉氣體n2精煉10分鐘，拔渣靜置。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超高強(qiáng)度鑄造鋁合金輪轂材料zl350/500的制造工藝，其特征在于：所述步驟(7)中澆注溫度715℃～725℃，模具預(yù)熱溫度310℃～360℃。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超高強(qiáng)度鑄造鋁合金輪轂材料zl350/500的制造工藝，其特征在于：所述步驟(9)中鑄件進(jìn)行均勻化處理，均質(zhì)溫度：495℃～520℃，保溫時(shí)間為12～20h，隨爐冷卻至220℃～250℃出爐。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超高強(qiáng)度鑄造鋁合金輪轂材料zl350/500的制造工藝，其特征在于：所述步驟(10)中的固溶溫度：475℃～525℃，保溫時(shí)間為3h～4.5h，在18s內(nèi)快

速進(jìn)入聚乙二醇類熱處理液中冷卻；人工時(shí)效在時(shí)效爐內(nèi)進(jìn)行，時(shí)效溫度為130℃～175℃，時(shí)效時(shí)間為2h～6h,時(shí)效時(shí)間到后材料隨爐冷卻。

技術(shù)總結(jié)

一種超高強(qiáng)度鑄造鋁合金輪轂材料ZL350/500,其組分為：Si：7～12.5％；Fe：0.25～0.45％；Cu：l.9～3.2％；Mn：0.25～0.55％：Mg：l.7～2.8％；Zr：0.01～0.05％；Zn：0.15～0.30％；Ti：0.10～0.55％；Ni≤0.05；其余為鋁。制造工藝如下：

技術(shù)研發(fā)人員：薛元良

受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安鼎鑫科技新材料有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.08.12

技術(shù)公布日：2021/11/29