CN115094254A - 一种汽车高强度传动轴用铝合金及其制备方法 - Google Patents
一种汽车高强度传动轴用铝合金及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115094254A CN115094254A CN202210521905.8A CN202210521905A CN115094254A CN 115094254 A CN115094254 A CN 115094254A CN 202210521905 A CN202210521905 A CN 202210521905A CN 115094254 A CN115094254 A CN 115094254A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- aluminum alloy
- transmission shaft
- preparation
- strength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/026—Alloys based on aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
- C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
- C22C21/14—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
- C22C21/16—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with magnesium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/05—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys of the Al-Si-Mg type, i.e. containing silicon and magnesium in approximately equal proportions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/057—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with copper as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
本发明涉及铝合金冶金技术领域，具体涉及一种汽车高强度传动轴用铝合金及其制备方法。制备方法包括如下步骤：(1)原料加热熔化、精炼、铸造后均质处理；(2)均质后铸锭经挤压、淬火、拉伸，得到汽车高强度传动轴用铝合金。本发明通过对材料中合金成分进行合理调配、优化，同时改变工艺参数，制得一种强度性能优异的6系铝合金材料，可满足现有汽车传动轴材料应用时的性能需求。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金冶金技术领域，具体涉及一种汽车高强度传动轴用铝合金及其制备方法。
背景技术
传动轴是汽车传动系中传递动力的重要部件，它的作用是与变速箱、驱动桥一起将发动机的动力传递给车轮，使汽车产生驱动力。轴类零件材料的选取，主要根据轴的强度、刚度、耐磨性以及制造工艺决定，力求经济合理。
常用的轴类零件材料有35、45、50优质碳素钢，以45钢应用最为广泛。受载荷较小或不太重要的轴也可用Q235、Q255等普通碳素钢。对于受力较大，轴向尺寸、重量受限制或者某些有特殊要求的可采用合金钢。
铝合金传动轴较钢制传动轴的优势主要体现在轻量化和品质提升方面，一根铝合金传动轴替代两根钢制传动轴，重量可降低50％以上，能够为提升整车的品质和竞争力提供可靠支持。然而，目前对适用于传动轴制备的铝合金的研究很少，铝合金材质的传动轴少之又少。
发明内容
针对现有技术缺少对适用于传动轴的铝合金材料的研究的问题，本发明提供一种汽车高强度传动轴用铝合金及其制备方法，可满足汽车锻压传动轴应用时的强度需求。
第一方面，本发明提供一种汽车高强度传动轴用铝合金的制备方法，包括如下步骤：
(1)原料按Si 1.0wt％-1.40wt％、Fe 0-0.2wt％、Cu 1.0wt％-1.15wt％、Mn0.7wt％-0.9wt％、Mg 1.1wt％-1.3wt％、Cr 0.2wt％-0.25wt％、Zn 0.4wt％-0.5wt％、Ti0.05wt％-0.07wt％，余量为铝和不可避免杂质，单个杂质≤0.5wt％，杂质总量≤0.15wt％的组成加热熔化、精炼、铸造后均质处理；
(2)均质后铸锭经挤压、淬火、拉伸，得到汽车高强度传动轴用铝合金。
进一步的，步骤(1)原料组成为Si 1.25wt％-1.33wt％、Fe 0.14wt％-0.18wt％、Cu 1.0wt％-1.1wt％、Mn 0.75wt％-0.85wt％、Mg 1.2wt％-1.3wt％、Cr 0.20wt％-0.23wt％、Zn 0.43wt％-0.48wt％、Ti 0.05wt％-0.07wt％，余量为铝和不可避免杂质，单个杂质≤0.5wt％，杂质总量≤0.15wt％。
进一步的，步骤(1)的加热熔化具体为铝锭加热熔化至740-750℃时，扒净熔体表面浮渣，依次加入锰剂、铬剂、钛剂、镁锭，从加料至熔化完成控制在6小时。
进一步的，步骤(1)的精炼温度为740-745℃，按1.0kg/t添加无钠颗粒精炼剂，双管精炼时间控制在10-15min。
进一步的，步骤(1)的铸造温度控制在71275℃，控制铸锭氢含量<0.12ml/100gAl。
进一步的，步骤(1)的均质具体为设定均质炉温度为55575℃，升温时间为4小时，镶入热电偶实测金属温度到达550℃开始计时保温，保温时间为16小时。
进一步的，步骤(2)的挤压参数如下：
铸锭加热温度为46075℃，制品速度为270.5m/min，挤压桶温度为44075℃，模具温度为490710℃，保温时间为8-10小时，低温炉保温温度为350℃，低温炉保温时间≤24小时。
进一步的，步骤(2)选用在线淬火，采用100％强度的冷水上100％、下100％进行喷水冷却。
进一步的，步骤(2)的拉伸率为0.5％-3％。
第二方面，本发明还提供一种采用上述制备方法生产的汽车高强度传动轴用铝合金。
本发明的有益效果在于：
本发明通过对材料中合金成分进行合理调配、优化，同时改变工艺参数，制得一种强度性能优异的6系铝合金材料，可满足现有汽车传动轴材料应用时的性能需求。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种汽车高强度传动轴用铝合金，按照如下步骤制备：
(1)铝锭加热熔化至740℃时，扒净熔体表面浮渣，扒渣时间控制在10min，依次加入锰剂、铬剂、钛剂、镁锭，从加料至熔化完成控制在6小时，得到组成为Si 1.25wt％、Fe0.14wt％、Cu 1.0wt％、Mn 0.75wt％、Mg 1.2wt％、Cr 0.2wt％、Zn 0.43wt％、Ti0.05wt％，余量为铝和不可避免杂质，单个杂质≤0.5wt％，杂质总量≤0.15wt％的熔液，按1.0kg/t添加无钠颗粒精炼剂，在740℃下双管精炼10min；
然后在707℃下铸造，控制铸锭氢含量<0.12ml/100g Al；
对铸锭进行均质，设定均质炉温度为550℃，升温时间为4小时，镶入热电偶实测金属温度到达550℃开始计时保温，保温时间为16小时；
(2)对均质后铸锭进行挤压，挤压参数如下：
铸锭加热温度为455℃，制品速度为1.5m/min，挤压桶温度为435℃，模具温度为480℃，保温时间为8小时，低温炉保温温度为350℃，低温炉保温时间为16小时；
然后采用100％强度的冷水上100％、下100％喷水冷却，对铸锭进行在线淬火；
最后以0.5％的拉伸率拉伸锯切，得到汽车高强度传动轴用铝合金。
实施例2
一种汽车高强度传动轴用铝合金，按照如下步骤制备：
(1)铝锭加热熔化至745℃时，扒净熔体表面浮渣，扒渣时间控制在10min，依次加入锰剂、铬剂、钛剂、镁锭，从加料至熔化完成控制在6小时，得到组成为Si 1.28wt％、Fe0.16wt％、Cu 1.06wt％、Mn 0.79wt％、Mg 1.26wt％、Cr 0.21wt％、Zn 0.46wt％、Ti0.06wt％，余量为铝和不可避免杂质，单个杂质≤0.5wt％，杂质总量≤0.15wt％的熔液，按1.0kg/t添加无钠颗粒精炼剂，在742℃下双管精炼12min；
然后在712℃下铸造，控制铸锭氢含量<0.12ml/100g Al；
对铸锭进行均质，设定均质炉温度为555℃，升温时间为4小时，镶入热电偶实测金属温度到达550℃开始计时保温，保温时间为16小时；
(2)对均质后铸锭进行挤压，挤压参数如下：
铸锭加热温度为460℃，制品速度为2m/min，挤压桶温度为440℃，模具温度为490℃，保温时间为9小时，低温炉保温温度为350℃，低温炉保温时间为24小时；
然后采用100％强度的冷水上100％、下100％喷水冷却，对铸锭进行在线淬火；
最后以1.5％的拉伸率拉伸锯切，得到汽车高强度传动轴用铝合金。
实施例3
一种汽车高强度传动轴用铝合金，按照如下步骤制备：
(1)铝锭加热熔化至750℃时，扒净熔体表面浮渣，扒渣时间控制在10min，依次加入锰剂、铬剂、钛剂、镁锭，从加料至熔化完成控制在6小时，得到组成为Si 1.33wt％、Fe0.18wt％、Cu 1.1wt％、Mn 0.85wt％、Mg 1.3wt％、Cr 0.23wt％、Zn 0.48wt％、Ti0.07wt％，余量为铝和不可避免杂质的熔液，单个杂质≤0.5wt％，杂质总量≤0.15wt％，按1.0kg/t添加无钠颗粒精炼剂，在745℃下双管精炼15min；
然后在717℃下铸造，控制铸锭氢含量<0.12ml/100g Al；
对铸锭进行均质，设定均质炉温度为560℃，升温时间为4小时，镶入热电偶实测金属温度到达550℃开始计时保温，保温时间为16小时；
(2)对均质后铸锭进行挤压，挤压参数如下：
铸锭加热温度为465℃，制品速度为2.5m/min，挤压桶温度为445℃，模具温度为500℃，保温时间为10小时，低温炉保温温度为350℃，低温炉保温时间为20小时；
然后采用100％强度的冷水上100％、下100％喷水冷却，对铸锭进行在线淬火；
最后以3％的拉伸率拉伸锯切，得到汽车高强度传动轴用铝合金。
对实施例1-3制得的铝合金产品进行物理性能测试，数据如表1所示。
表1铝合金产品的物理性能测试结果
| 项目 | 抗拉强度(MPa) | 屈服强度(MPa) | 伸长率(％) | 布氏硬度(HBW) |
| 实施例1 | 504 | 458 | 12.0 | 137 |
| 实施例2 | 518 | 479 | 12.0 | 139 |
| 实施例3 | 496 | 455 | 13.5 | 135 |
通过表1可以看出，本发明制得的铝合金成品抗拉强度为490-520MPa，屈服强度为450-480MPa，伸长率可达到13.5％，布氏硬度为130-140HBW，具有优异的强度性能，可满足汽车传动轴材料应用时的性能需求。
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车高强度传动轴用铝合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)原料按Si 1.0wt％-1.40wt％、Fe 0-0.2wt％、Cu 1.0wt％-1.15wt％、Mn 0.7wt％-0.9wt％、Mg 1.1wt％-1.3wt％、Cr 0.2wt％-0.25wt％、Zn 0.4wt％-0.5wt％、Ti0.05wt％-0.07wt％，余量为铝和不可避免杂质，单个杂质≤0.5wt％，杂质总量≤0.15wt％的组成加热熔化、精炼、铸造后均质处理；
(2)均质后铸锭经挤压、淬火、拉伸，得到汽车高强度传动轴用铝合金。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)原料组成为Si 1.25wt％-1.33wt％、Fe 0.14wt％-0.18wt％、Cu 1.0wt％-1.1wt％、Mn 0.75wt％-0.85wt％、Mg1.2wt％-1.3wt％、Cr 0.20wt％-0.23wt％、Zn 0.43wt％-0.48wt％、Ti 0.05wt％-0.07wt％，余量为铝和不可避免杂质，单个杂质≤0.5wt％，杂质总量≤0.15wt％。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)的加热熔化具体为铝锭加热熔化至740-750℃时，扒净熔体表面浮渣，依次加入锰剂、铬剂、钛剂、镁锭，从加料至熔化完成控制在6小时。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)的精炼温度为740-745℃，按1.0kg/t添加无钠颗粒精炼剂，双管精炼时间控制在10-15min。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)的铸造温度控制在71275℃，控制铸锭氢含量<0.12ml/100g Al。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)的均质具体为设定均质炉温度为55575℃，升温时间为4小时，镶入热电偶实测金属温度到达550℃开始计时保温，保温时间为16小时。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)的挤压参数如下：
铸锭加热温度为46075℃，制品速度为270.5m/min，挤压桶温度为44075℃，模具温度为490710℃，保温时间为8-10小时，低温炉保温温度为350℃，低温炉保温时间≤24小时。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)选用在线淬火，采用100％强度的冷水上100％、下100％进行喷水冷却。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)的拉伸率为0.5％-3％。
10.一种采用如权利要求1-9任一所述的制备方法生产的汽车高强度传动轴用铝合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210521905.8A CN115094254A (zh) | 2022-05-13 | 2022-05-13 | 一种汽车高强度传动轴用铝合金及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210521905.8A CN115094254A (zh) | 2022-05-13 | 2022-05-13 | 一种汽车高强度传动轴用铝合金及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115094254A true CN115094254A (zh) | 2022-09-23 |
Family
ID=83287552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210521905.8A Pending CN115094254A (zh) | 2022-05-13 | 2022-05-13 | 一种汽车高强度传动轴用铝合金及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115094254A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2921895A1 (en) * | 2013-08-30 | 2015-03-05 | Norsk Hydro Asa | Method for the manufacturing of al-mg-si and al-mg-si-cu extrusion alloys |
| EP3312301A1 (en) * | 2016-10-20 | 2018-04-25 | Constellium Singen GmbH | Thermomechanical ageing for 6xxx extrusions |
| CN108411164A (zh) * | 2018-03-12 | 2018-08-17 | 广西平果百矿高新铝业有限公司 | 一种立体停车库用铝合金型材及其制造方法 |
| CN111647780A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-09-11 | 军材科技(天津)有限公司 | 一种高强度6系铝合金及其制备方法和应用 |
| CN112853176A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-28 | 哈尔滨中飞新技术股份有限公司 | 一种汽车传动轴用高强度铝合金及其制备方法 |
| CN113234946A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-10 | 山东裕航特种合金装备有限公司 | 一种高密度、轻量化工程车用框架材料的制备方法 |
-
2022
- 2022-05-13 CN CN202210521905.8A patent/CN115094254A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2921895A1 (en) * | 2013-08-30 | 2015-03-05 | Norsk Hydro Asa | Method for the manufacturing of al-mg-si and al-mg-si-cu extrusion alloys |
| EP3312301A1 (en) * | 2016-10-20 | 2018-04-25 | Constellium Singen GmbH | Thermomechanical ageing for 6xxx extrusions |
| CN108411164A (zh) * | 2018-03-12 | 2018-08-17 | 广西平果百矿高新铝业有限公司 | 一种立体停车库用铝合金型材及其制造方法 |
| CN111647780A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-09-11 | 军材科技(天津)有限公司 | 一种高强度6系铝合金及其制备方法和应用 |
| CN112853176A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-28 | 哈尔滨中飞新技术股份有限公司 | 一种汽车传动轴用高强度铝合金及其制备方法 |
| CN113234946A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-10 | 山东裕航特种合金装备有限公司 | 一种高密度、轻量化工程车用框架材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 吴兴敏等: "《汽车整形与美容》", 北京理工大学出版社 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2015109893A1 (zh) | 快速时效响应型Al-Mg-Si-Cu-Zn系合金及其制备方法 | |
| CN111014332B (zh) | 具有高长期热稳定性的6系高合金成分及其制备方法 | |
| EP1144703B1 (en) | Process for the production of a free-cutting alloy | |
| CN113957304B (zh) | 一种5052铝合金薄板的制备方法 | |
| CN112024798A (zh) | 一种特殊船用后管体锻件的锻造及其机械加工工艺 | |
| CN104745897A (zh) | 一种高硅变形铝合金材料及其生产方法 | |
| CN107604219A (zh) | 一种高强铝合金车体部件的配方及其生产工艺 | |
| CN114196854A (zh) | 一种高强度难变形镍基高温合金及其制备方法 | |
| CN114250387B (zh) | 一种铝合金及其制备方法 | |
| CN112853176A (zh) | 一种汽车传动轴用高强度铝合金及其制备方法 | |
| JPH09143620A (ja) | ベイナイト構造を有する鍛造品を製造するための鋼と、その製造方法 | |
| CN117548607A (zh) | 一种大型风电齿轮箱输入法兰的生产方法 | |
| CN105543593A (zh) | 高硬、高强、高韧铝合金及其制法及同步器齿环的制法 | |
| CN116829757A (zh) | 高强度且耐scc性及淬火性优异的铝合金挤压材料的制造方法 | |
| JP2002167652A (ja) | 高強度・高耐疲労特性に優れた薄板材 | |
| CN114836681A (zh) | 一种抗疲劳性能良好的高强度无缝钢管及其制造方法 | |
| CN115094254A (zh) | 一种汽车高强度传动轴用铝合金及其制备方法 | |
| CN114892051B (zh) | 一种铝合金汽车传动轴管及其制造方法 | |
| CN105256238B (zh) | 一种汽车零件用低碳马氏体非调质钢的制备方法 | |
| US6395109B1 (en) | Bar product, cylinder rods, hydraulic cylinders, and method for manufacturing | |
| JPS58107416A (ja) | 機械構造用鋼線棒鋼の直接軟化処理方法 | |
| KR102277133B1 (ko) | 고력 알루미늄 합금 단조 플레이트의 제조 방법 | |
| CN115094328A (zh) | 一体化成型的球墨铸铁推力杆及其制造方法 | |
| JPS63270446A (ja) | 溶接構造用Ａ▲ｌ▼−Ｍｇ基合金厚板の製造方法 | |
| JPH09249953A (ja) | アルミ押出し材鍛造製品の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220923 |