专利汇可以提供一种新能源汽车用原位纳米强化铝合金轮毂及制造方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种新 能源 汽车 用轻质高强抗疲劳原位纳米强化 铝 合金 轮毂 及制造方法。通过熔体原位化学反应,以Orowan强化+细晶强化实现纳米颗粒复合强化,集成长效复合变质,以及复合细化,实现细晶强化。采用氮氩复合旋转吹气精炼+铝-稀土 净化 技术,实现铝熔体的多级深度净化,利用氩气 密度 大于空气的特性在熔体表面形成保护层,并结合铝-稀土中间合金的引入产生密度大于颗粒的中间体化合物,有效实现深度高效净化。最后通过顺序 凝固 +快速结晶的新型低压成型技术,由于结晶时间缩短,铸件微观组织中二次枝晶臂间距变短,组织细化,并增强补缩效果,使铸件组织更加致密,获得高强塑性、高抗疲劳性以及致密度高的轮毂。,下面是一种新能源汽车用原位纳米强化铝合金轮毂及制造方法专利的具体信息内容。
1.一种新能源汽车用原位纳米强化铝合金轮毂的制造方法,其特征在于:将以含增强体元素的混合粉作为反应物,通过原位合成法并施加声磁耦合场制备多元纳米增强颗粒,通过熔体原位化学反应,以Orowan强化+细晶强化实现纳米颗粒复合强化;然后加入纯Mg,Al-Si中间合金,Al-Sr+Al-RE长效复合变质剂和Al-Ti-B+Al-Ti-C复合细化剂,集成长效复合变质,以及复合细化,实现细晶强化;采用氮氩复合旋转吹气精炼+铝-稀土净化技术,实现铝熔体的多级深度净化,利用氩气密度大于空气的特性在熔体表面形成保护层,并结合铝-稀土中间合金的引入产生密度大于颗粒的中间体化合物,有效实现深度高效净化;通过顺序凝固+快速结晶的低压铸造技术,使得结晶时间缩短,铸件微观组织中二次枝晶臂间距变短,组织细化,并增强补缩效果,使铸件组织更加致密,最后对铸件进行热处理获得高强塑性、高抗疲劳性以及致密度高的轮毂。
2.如权利要求1所述的一种新能源汽车用原位纳米强化铝合金轮毂的制造方法,其特征在于,具体步骤如下:
(1)合金的熔炼:将A356.2合金在720-780℃熔化并保温10min;
(2)原位合成纳米颗粒:将步骤(1)熔炼并保温的熔体迅速升温至830-870℃,通过高纯石墨钟罩加入已烘干的反应物粉末,同时施加声磁耦合场反应30min,然后降温至720-760℃保温;
(3)Mg、Si含量的调整以及变质剂、细化剂的引入:将纯Mg和Al-Si中间合金加入步骤(2)所获得的熔体中,采用石墨搅拌转子转动促进混合并保温10min,然后将Al-Sr和Al-RE复合变质剂以及Al-Ti-B和Al-Ti-C复合细化剂,采用石墨搅拌并保温15min;
(4)熔体的净化:将步骤(3)获得熔体升温至750-780℃,将精炼剂通过喷枪喷入熔体中进行初步净化,然后加入Al-Ce中间合金,静置并保温10-15min,进行二次净化;最后将氮气和氩气混合后通入石墨制的气体旋转喷嘴,将转速为300-600r/min的石墨喷嘴伸入熔体中,然后将混合气体以0.2-0.5m3/h的流量喷入熔体中精炼10-20min,静置5-10min;
(5)低压铸造成型:待步骤(4)获得的熔体温度降至720-750℃,将熔体置入低压铸机密封的温度为680-750℃的石墨坩埚炉,然后通入干燥的空气,熔体在气体压力为0.04-
0.08MPa的作用下以25-45mm/s的速度沿升液管上升进入温度为300-400℃的模具,待模具填满,水冷却模具,增加0.006-0.04MPa的压力,保压250-400s,释压取件,获得原位纳米复合强化铝合金铸件;
(6)热处理:将步骤(5)获得的轮毂铸件进行T6热处理,固溶淬火:温度530-550℃,保温时间4h-8h,水淬;人工时效:温度170-180℃,保温时间2-6h;最后获得新能源汽车用原位纳米强化铝合金轮毂。
3.如权利要求2所述的一种新能源汽车用原位纳米强化铝合金轮毂的制造方法,其特征在于,所述的步骤(2)中的原位合成的纳米颗粒的成分按照步骤(2)中熔体的重量百分比为:1-3%的纳米ZrB2、2-4%的纳米Al2O3和1-5%的纳米TiB2三元颗粒;ZrB2和TiB2沿晶界均匀分布,可有效钉扎晶界并阻碍晶界的迁移,细化晶粒,而Al2O3是在晶内均匀分布,与基体结合强度高,起到弥散强化的效果,提高复合材料的力学性能。
4.如权利要求2所述的一种新能源汽车用原位纳米强化铝合金轮毂的制造方法,其特征在于,制备增强颗粒所述的反应物粉末为K2ZrF6、K2TiF6和Na2B4O7,其质量比为:6-8:7-9:
10-12,为了防止生成Al3Zr和Al3Ti,硼砂需过量50%-70%,粉体加入量为步骤(2)中熔体的
20-40%。
5.如权利要求2所述的一种新能源汽车用原位纳米强化铝合金轮毂的制造方法,其特征在于,所述的声磁耦合场为低频脉冲磁场和高能超声场组合场,低频脉冲磁场,频率为
10-20Hz,磁力电流为100-200A;高能超声场,功率为1000-1500W,频率为15-30kHz;声磁耦合场可产生两种方向的声流运动,可避免单一磁场造成的颗粒偏聚外侧的现象和单一超声场的声流运动造成空化泡沿变幅杆轴向分布;并且声磁耦合场可保证整个铝合金熔体传质转热过程完全进行,使得铝合金熔体中各个区域浓度均匀,抑制颗粒的长大,声磁耦合场不仅可以避免单一物理场的缺点,还能放大单一物理场的优点。
6.如权利要求2所述的一种新能源汽车用原位纳米强化铝合金轮毂的制造方法,其特征在于,所述的Mg、Si含量的调整是使Mg的含量达到0.4-0.45,Si的含量达到6.5-7.5,其目的一方面补充由于高温反应所消耗的Mg和Si元素,另一方面进一步优化Mg和Si元素的含量,提高Mg2Si时效析出相的体积分数,增强时效析出强化,提高材料的抗拉强度。
7.如权利要求2所述的一种新能源汽车用原位纳米强化铝合金轮毂的制造方法,其特征在于,所述的复合变质剂是步骤(2)所获得熔体质量的0.1-0.2wt.%的Al-10%Sr中间合金和0.1-0.2wt.%的Al-10%RE中间合金,可改善常规Al-Sr中间合金变质效果易随熔体保温时间增加而出现衰退的问题,因此开发复合变质技术,保证变质效果与使用时间的良好结合,使粗大的共晶Si相变成细小纤维状,提高其强塑性。
8.如权利要求2所述的一种新能源汽车用原位纳米强化铝合金轮毂的制造方法,其特征在于,所述的复合细化剂是步骤(2)所获得熔体质量的0.1-0.2wt.%的Al-5%Ti-1%B中间合金和0.1-0.2wt.%的Al-5%Ti-0.2%C中间合金,一方面Al-Ti-C可弥补Al-Ti-B中间合金细化过程中出现的“中毒”现象,即TiB2颗粒容易沉降,细化效果减退,并且容易成为裂纹扩展源,另一方面Al-Ti-C细化剂中由于TiC颗粒尺寸小,尺寸小的颗粒不能减少临界晶核的形核曲率,细化效果不如Al-Ti-B中间合金好,因此开发复合细化技术,使达到最佳细化效果,通过细晶强化提高材料的强塑性和疲劳性能。
9.如权利要求2所述的一种新能源汽车用原位纳米强化铝合金轮毂的制造方法,其特征在于,所述的熔体的净化主要分为稀土净化和旋转喷气精炼,在初步净化之后,加入步骤(3)获得的熔体质量的0.1-0.3wt.%的Al-10%Ce中间合金,使之与Al2O3颗粒发生反应,生成密度远大于Al2O3的Ce2O3,其下沉速度更快,有效实现了对细小Al2O3夹杂物的清除;然后采用氮氩复合旋转吹气精炼,其氮气与氩气的体积比为:3-6:1-5,利用氩气密度大于空气的特性在熔体表面形成层,减少铝液精炼时的吸气现象,降低了铝液的含气量,铸铝件的气孔、针孔缺陷明显下降,并结合氮气优良的精炼效果,实现高效净化效果,减少由于气体和夹杂物产生的缺陷,提高材料性能。
10.如权利要求2所述的一种新能源汽车用原位纳米强化铝合金轮毂的制造方法,其特征在于,所述的低压铸造成型是指顺序凝固+快速结晶的新型低压成型技术;一方面低压铸造模具由传统的风冷改为水冷,使铸件冷却速度增大,加快顺序凝固,结晶时间缩短,铸件微观组织中二次枝晶臂间距变短,组织细化;另一方面通过提高低压铸造凝固结晶时的压力,在铝液充型结束后在压力下凝固,持续对铝液施加压力,在提高补缩效果的同时熔体在压力下结晶凝固,实现轮毂的致密化和晶粒细化,明显提高强塑性和疲劳性能。
标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
---|---|---|
一种摆动可调式铝合金压铸机 | 2020-05-14 | 891 |
压铸机专用耐磨抗静电材料 | 2020-05-14 | 19 |
一种压铸机进料机构 | 2020-05-11 | 206 |
用于压铸机的压射连接机构 | 2020-05-15 | 858 |
一种压铸机的取料装置 | 2020-05-11 | 510 |
用于压铸机的斜排机构 | 2020-05-12 | 102 |
压铸机计算机测控系统 | 2020-05-12 | 469 |
一种卧式压铸机 | 2020-05-11 | 988 |
压铸机用钢制油缸导套 | 2020-05-13 | 602 |
热式压铸机 | 2020-05-13 | 435 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。