ZL101铝合金轮毂的时效处理.pdf

合9合合合合9
工艺
L101铝合金轮毂的时效处理
周喆
中信戴卡轮毂制造股份有限公司,河北秦皇岛066003)
摘要:按正常工艺热处理的7L101铝合金轮毂,强度达到了要求,但由于塑性较差,落锤冲击试验时往往
开裂。不改变固溶处理工艺和时效温度,适当缩短时效时间,结果,塑性有所提高,而强度仍符合要
求,轮毂冲击试验合格率大大提高。
关键词:铸造铝合金;轮毂;时效时间;塑性
中图分类号:TG166.9
文献标识码:B
文章编号:1008-1690(2011)04-0066-04
Aging of ZL101 Aluminum Alloy Hub
ZHOU Zhe
(Citic Dicastal Wheel Manufacture Co, Ltd, Qinhuangdao 066003, Hebei China
Abstract: The strength of normally heat treated ZL101 aluminum alloy hubs reached specification requirement, but
cracked upon drop testing due to lower ductility. After suitable decreasing aging time without any change of solution
treatment process and aging temperature, the percent of pass of the hubs upon drop testing was increased
considerably due to increase in the uctility, while the strength remained conforming with specification requirement
Key words: aluminum casting alloy; hub; aging time; ductility
中信戴卡轮毂制造股份有限公司是中信集团于轮毂的性能以及可靠性的影响,从而快速而有效地
1988年投资组建的中第一家铝合金车轮制造企解决实际生产中所遇到的这些问题。
业,其产品涵盖低压铸造、铸造旋压、锻造三大类型1试验材料和方法
千余个品种,轮毂产品主要以低压铸造为主。
1.1材料成分及试样制备
在实际生产中,轮毂在出厂前进行可靠性检测
ZL101合金( ZAISI7Mg)可热处理强化,通常进
时,经常出现强度、断后伸长率等力学性能指标均满行自然时数,强度较高,塑性较好?。该合金的铸
足标准要求而13°冲击性能达不到要求的情况
造性能优良:流动性好,线收缩小,热裂倾向低,气密
靠性试验表明,部分轮型铸造铝合金轮毂的塑性较性好,但稍有产生气孔和缩孔的倾向。此外,该
差。鉴于时效处理对铸造铝合金的塑性影响最
合金的耐蚀性和焊接性好,切削加工性一般。
大,所以有必要对现有热处理工艺进行调整,以101铝合金的化学成分见表1,轮毂上拉伸试棒
提高轮毂的可靠性,使各项性能均能满足标准要求
的取样位置见图1,可靠性试验中的13°冲击(落锤)
提高成品合格率,提高经济效益。
试验的冲击位置见图2。
下面以ZL101铝合金铸造轮毂为例,在保持铸
表1ZL101合金的化学成分(质量分数,%
造工艺不变,固溶温度和时间不变,淬火水温和时间
Table 1 Chemical composition of ZL101 alloy
不变的前提下,改变时效温度或时间就成了调整和
mass fraction, %
平衡材料的强度与塑性之间关系的最高效与实用的
M
i
In Al
方法2。
通过严格控制时效温度、适当缩短吋效时间的
6.50.250.08
方式,来分析和研究该方法对于ZL101铝合金铸造
7.5-0.45-22s≤0.19≤0.05≤0.07≤0.10余量
收稿日期:2011-04-28
作者简介:周喆(1983-),男,贵州贵阳人,2005年毕业于燕山大学材料科学与工程学院,从事铸造、造铝
合金轮毂生产过程及成品的试验工作。联系电话:13603351927
《热处理》2011年第26卷第4期
外轮缘取样位置
轮心取样位置
图1轮毂上拉伸试样的切取位置
图213°冲击试验中的重锤冲击位置
Fig. 1 Locations of taking tensile test bar from the hub
Fig 2 13@ drop test point at the hub
1.2热处理工艺
棒。用3000BILD/T布氏硬度计测定轮毂心部硬度。
常规热处理工艺(A)及缩短时效时问后的热处1.4可靠性试验
理工艺(B)参数列于表2。
将另外两件相同的ZLl101合金轮毂分别经A
表2轮毂的热处理工艺
工艺、B工艺热处理后,在mTM13°冲击试验机上进
Table2 Heat treatment process parameters for the hub行13°冲击试验。
淬火水冷却时时效温时效时2试验结果
度/℃间/min温/℃间/min度/℃『间/min
轮毂按表2工艺热处理后的力学性能列于表
A工艺5953508031552003,轮毂外轮缘和轮心处的性能对比如图3和图4所
B工ど550350
155
168
示。从图3可以看出,按A工艺处理的轮毂外轮缘
1.3性能试验
3件试棒的强度性能均大于按B工艺处理的轮毂,
将两件相同规格的ZL1?1合金轮毂分别经A而断后伸长率则相反;同样从图4可知,按A工艺
工艺和B工艺热处理后,在Z100材料试验机上对处理的轮毂轮心位置试棒的强度性能也均大于按B
取自轮心及内轮缘的试样进行拉仲试验,拉仲速率工艺处理的,断后伸长率也正好相反。这就是所谓
为5mm/min,每种工艺不同位置至少测试3件试的牺牲一点强度性能来换取尽可能高的塑性
表3经A、B两种工艺热处理后轮轂的力学性能
Table 3 Mechanical properties of the hubs heat-treated by procedure A and procedure B
工艺种类
取样部位
试棒编号
Roo ,/Mpa
Rm/Mpa
A/%
HBW5/250
9.7
外轮缘
290
246
轮心
88
外轮缘
182
11.2
260
12.6
171
《热处理》2011年第26卷第4期