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中国铝业核心专利浅析
发布时间:2017/9/13 9:34:15       新闻来源:知行者IPR 

  专利名称:汽车用ABS阀体材料的生产工艺


  专利申请号:CN200810108384.3


  发明(设计)人:李建荣; 闫维刚; 周学博; 魏长传; 章伟; 段瑞芬; 司彦平; 杨亚平; 刘金霞; 曹建明; 赵文芝; 侯波; 赵海滨; 谢辉; 周霞


  现有技术:随着节能及环保的要求,汽车向现代化、轻量化发展,而高油价 更激活了汽车用铝的快速发展,铝材用量将逐年增加。我国的汽车用铝量远远 少于国外,目前不及国外的一半,很多关键铝材需依赖进口,其中高质量高精 度汽车用ABS阀体材料用铝材,就依赖于从德国进口。高质量高精度汽车用ABS 阀体材料用铝材,被广泛用于汽车油路分配系统,其产品由于各项技术指标要 求极高,生产难度极大。世界上只有美国、德国等少数几个国家能生产此类材 料,而我国在材料成分、生产工艺等方面的关键技术尚未掌握,使得高质量高 精度汽车用ABS阀体材料用铝材就必须依赖于进口。


  目前,我国的汽车工业用铝材的研制与生产工艺的研究,尚属于起步阶段。 对于汽车ABS阀体用铝材研制过程中,采用正向挤压工艺生产6061合金,其成 分按国家标准控制,具体如下:Si:0.40~0.8%,Fe≤0.7%,Cu:0.15~0.40 %,Mn≤0.15%,Mg:0.8~1.2%,Cr:0.04~0.35%,Zn≤0.25%,Ti≤0.15 %,其它杂质单个不大于0.05%,合计不大于0.10%,铝为余量,以上为质量 分数。由于6061合金成分的最佳配比及微量元素成分的精确控制没有进行优化 调整,使得材料的组织及机械性能无法满足汽车用ABS阀体材料用铝材的要求; 而从挤压工艺上来讲,我国多数厂家生产铝材时采用的是正向挤压工艺,由于 正向挤压时铸锭和挤压筒之间存在较大的摩擦力,金属流动不均匀,使得金属 变形也不均匀,从而增加了挤压制品组织、性能和尺寸的不均匀性,很难保证 材料的头尾力学性能均匀一致性、头尾尺寸精度的均一性,并且金属变形时铸 锭表层发生激烈的剪切变形,使制品在热处理后易形成粗晶环较深,也无法满 足汽车用ABS阀体材料用铝材要求。经甘肃省科技情报研究所(甘肃省科技查 新检索咨询中心)科技查新得出结论:对于汽车用ABS阀体材料,通过合金成 分含量的优化控制研究,采用反向挤压技术以及系统过程的工艺参数优化控制 技术,实现挤压制品头尾尺寸和力学性能的一致性,国内外未见相关文献报道。


  技术点:一种汽车用ABS阀体材料的生产工艺,其特征在于该工艺包括以下步骤: (1)原材料备料 在国家标准规定的6061合金化学成分的基础上,进行 优化调整,其中Si:0.45~0.80%,Fe:0.30~0.60%,Cu:0.20~0.40%, Mn≤0.15%,Mg:0.9~1.1%,Cr:0.20~0.35%,Zn≤0.20%,Ti≤0.10%, 其它杂质单个不大于0.05%,合计不大于0.10%,铝为余量;配制合金时,将 Mg/Si按1.5~2.0∶1控制,计算铝锭、中间合金、纯金属及铝废料的用量; (2)熔炼 将优化调整好的原材料进行装炉熔炼,熔炼温度范围700~ 750℃,熔炼时间6~7小时; (3)精炼、静置 将化学成分合格的熔体导入到静置炉,在静置炉内用 N2-Cl2混合气体精炼10~15分钟,精炼温度720~740℃; (4)过滤、铸造 熔体精炼后进行铸造,铸造温度710~720℃,铸造过 程中使用30~50ppi泡沫陶瓷板、过滤布进行过滤,过滤后铸造铸锭; (5)均匀化 铸锭采用整根均火处理,均匀化温度540~580℃,保温6~ 8小时,随炉冷却至250℃后,出炉空冷至室温; (6)铸锭加工 铸锭外表面车去偏析层4~5mm,表面粗糙度不大于 Ra12.5,铸锭经高、低倍检验合格后切块; (7)铸块加热 采用感应炉梯度加热铸块,铸块加热温度为450℃~540 ℃,控制温度梯度为5~10℃/100mm; (8)反向挤压 将加热的铸块用反向挤压机进行挤压,挤压筒温度380~ 450℃、反向挤压速度2.5m/min~4.0m/min,挤压机模具工作带宽度控制在≤5 mm,生产出阀体材料的坯料; (9)在线水冷淬火 阀体材料的坯料从模孔流出后,温降控制在10~20 ℃,入水前的坯料温度不低于450℃,采用水浪驻波淬火,动态水浪高度达到 150~300mm,要保证水温不高于40℃,并循环冷却,使坯料充分固溶,并采用 在线牵引,牵引速度与坯料挤压速度同步; (10)拉伸矫直 挤压完毕,在长度方向上进行永久变形量为0.5%~3% 的拉伸矫直,以消除挤压及淬火过程中所产生的残余应力,在拉伸矫直前后应 进行尺寸测量,以满足材料的尺寸公差; (11)人工时效 为了保证材料的力学性能,材料须在人工时效炉进行人 工时效,其温度为160℃~180℃,保温6~8小时,出炉冷却至室温; (12)成品检测 成品检测合格后,得高质量高精度汽车用ABS阀体材料。


  有益效果:①通过合金成分的最佳配比及微量元素成分的优化控制,大幅度提高了材 料的综合性能。材料的综合性能比较见表1:


  表1材料的综合性能比较


  由以上可知,本发明材料的强度指标比国家指标提高了53.8%,达到或超过 了国外先进水平指标值,从而实现了ABS阀体材料的国产化,替代了进口。


  ②运用现代反向挤压技术,优化挤压参数,实现了材料组织的高均匀性。


  材料断面组织粗晶环最大深度(mm)比较见表2:


  表2材料断面组织粗晶环最大深度(mm)比较


  由以上可知,本发明生产材料的粗晶环深度比国家标准降低了一个数量级, 优于国外同类产品。


  ③采用系统过程的挤压速度、铸锭加热温度、模具参数最优化控制技术, 实现挤压制品头尾尺寸和力学性能的一致性。


  同合金的正向挤压和反向挤压的头尾性能差异比较见表3,同合金正向挤压 和反向挤压的尺寸差异比较见表4。
中国铝业核心专利浅析

中国铝业核心专利浅析

 

 

(编辑:侯岭)

 
 
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