本發明涉及一種合金材料，具體為一種高強度無粗晶環汽車控制臂用鋁合金棒材及其制備方法。
背景技術：
隨著汽車輕量化設計，鋁合金在汽車上的使用量隨之增加，汽車控制臂是汽車懸掛系統中的重要組成，因為控制臂是安全件，目前市場上許多中高檔車型其轉向控制臂采用鋁合金鍛件，其要求材料具有機械性能高，抗疲勞能力好的特點。機械性能目前國內通常采用往鋁合金中加入增加強度的合金來實現，比如Si,Mg元素等，但材料抗疲勞性能好的話需要材料具有好的晶粒組織，不能夠有粗晶或較大粗晶環出現，這一點目前國內廠家往往很難做到。目前國內生產的此種材料的擠壓棒材，其抗拉強度在310～350Mpa之間，規定非比例延伸強度在260～320Mpa之間，延伸率A在8～12％之間，且材料在鍛造前和經過鍛造后做T6處理會出現比較大面積的粗晶現象，無法滿足高端汽車鋁合金轉向控制臂材料機械性能高，抗疲勞能力好的要求。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是克服現有的汽車鋁合金轉向控制臂材料機械性能和抗疲勞能力不足的缺陷，提供一種Rh血型抗原檢測卡。
為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：
一種高強度無粗晶環汽車控制臂用鋁合金棒材，包括以下各組分：
Si0.9％～1.2％、Fe0.3％、Cu 0.15％～0.2％、Mn0.4％～0.6％、Mg0.7％、Cr0.17％～0.25％、Zn 0.15％、Zr0.02％～0.04％，余量為Al。
該鋁合金棒材的制備方法，包括以下步驟：
1)熔化 將鋁錠投入爐中加溫至720～760℃熔化；
2)扒渣 在735±25℃將打渣劑均勻的灑入爐內并充分攪拌20～25分鐘，用耙子將鋁液表面浮渣扒除；優選的打渣劑的加入量為每噸鋁中加入0.3KG；
3)配合金 待熔體溫度為740～760℃時加入Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Zr，攪拌20～25分鐘使熔體內各成份均勻混合；Si、Mg、Fe、Zn含量按此配比，以及加入適量的Cu元素可提高材料的機械性能，加入適量的Cr和Zr是為了細化棒材的晶粒，以及遏制棒材鍛造后晶粒漲大；
4)精煉 當熔體溫度為720～740℃時采用氬氣噴粉精煉，精煉時間為45分鐘，精煉完后將液面浮渣扒除；氬氣為高純氬氣，氬氣含量99.7％以上；噴粉精煉劑用量為1.5～2公斤/噸鋁；
5)靜置 精煉后熔體靜置25分鐘；
6)鑄造 當熔體溫度為720～760℃時澆鑄成鑄錠備用，澆鑄過程中控制鋁液到達模盤時溫度為690℃～720℃，在澆鑄同時加入Al5Ti1B對鑄錠晶粒細化，在澆鑄流槽上在線精煉，精煉時通入高純氬氣，氬氣含量99.7％以上，最后采用50PPi以上陶瓷過濾板過濾進一步凈化熔體，得到鑄錠；Al5Ti1B的加入速度為2m/min～3m/min；
7)均質化：采用雙級均質處理工藝對鑄錠均質化處理；
8)擠壓：采用帶圓弧工作帶的擠壓模具，將擠壓模具加熱至470℃～490℃，鑄錠加熱至490℃～530℃時進入擠壓筒擠壓，按照4～8m/min的擠出速度擠壓，得到最終成品棒材。
進一步的，所述雙級均質處理工藝為先將鋁合金鑄棒加溫至530±10℃，保溫2小時；然后快速升溫至565±10℃，保溫1小時；保溫結束后的鋁合金鑄棒迅速轉移至冷卻室內進行冷卻處理，其轉移時間不大于10min；使用噴霧冷卻的方式，30min內將鋁合金鑄棒冷卻至300℃以下，鋁合金鑄棒溫度低于300℃以后，再使用大水直接沖冷冷卻法提高冷卻速率，直至將鋁合金鑄棒的溫度降至與室溫一致；鋁合金鑄棒溫度達到室溫后，再移出冷卻室，鋁合金鑄棒即處理完畢，得到均質后鑄錠。
本發明的高強度無粗晶環汽車控制臂用鋁合金棒材擠壓狀態無粗晶環，經過鍛造和T6熱處理后，鍛件中心晶粒度達一級晶粒(按照GB/T 3246.2標準檢驗，晶粒平均面積≤0.026mm2)，鍛件外圈粗晶環小于2mm，鍛造熱處理后晶粒不易漲，材料的機械性能可達抗拉強度≥385Mpa,規定非比例延伸強度≥365Mpa，延伸率A≥11％，滿足高端汽車鋁合金轉向控制臂材料強度要求。
具體實施方式
以下對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
實施例1
一種高強度無粗晶環汽車控制臂用鋁合金棒材，包括以下各組分：
Si0.9％、Fe0.3％、Cu 0.15％、Mn0.4％、Mg0.7％、Cr0.17％、Zn0.15％、Zr0.02％，余量為Al。
該鋁合金棒材的制備方法，包括以下步驟：
1)熔化 將鋁錠投入爐中加溫至720℃熔化；
2)扒渣 在715℃將打渣劑均勻的灑入爐內并充分攪拌20分鐘，用耙子將鋁液表面浮渣扒除；打渣劑的加入量為每噸鋁中加入0.3KG；
3)配合金 待熔體溫度為740℃時加入Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Zr，攪拌20分鐘使熔體內各成份均勻混合；Si、Mg、Fe、Zn含量按此配比，以及加入適量的Cu元素可提高材料的機械性能，加入適量的Cr和Zr是為了細化棒材的晶粒，以及遏制棒材鍛造后晶粒漲大；
4)精煉 當熔體溫度為720℃時采用氬氣噴粉精煉，精煉時間為45分鐘，精煉完后將液面浮渣扒除；氬氣為高純氬氣，氬氣含量99.7％以上；噴粉精煉劑用量為1.5公斤/噸鋁；
5)靜置 精煉后熔體靜置25分鐘；
6)鑄造 當熔體溫度為720℃時澆鑄成鑄錠備用，澆鑄過程中控制鋁液到達模盤時溫度為690℃0℃，在澆鑄同時加入Al5Ti1B對鑄錠晶粒細化，在澆鑄流槽上在線精煉，精煉時通入高純氬氣，氬氣含量99.7％以上，最后采用50PPi以上陶瓷過濾板過濾進一步凈化熔體，得到鑄錠；Al5Ti1B的加入速度為2m/min；
7)均質化：采用雙級均質處理工藝對鑄錠均質化處理；
8)擠壓：采用帶圓弧工作帶的擠壓模具，將擠壓模具加熱至470℃，鑄錠加熱至490℃時進入擠壓筒擠壓，按照4m/min的擠出速度擠壓，得到最終成品棒材。
實施例2
一種高強度無粗晶環汽車控制臂用鋁合金棒材，包括以下各組分：
Si1.2％、Fe0.3％、Cu 0.2％、Mn0.6％、Mg0.7％、Cr0.25％、Zn 0.15％、Zr0.04％，余量為Al。
該鋁合金棒材的制備方法，包括以下步驟：
1)熔化 將鋁錠投入爐中加溫至760℃熔化；
2)扒渣 在760℃將打渣劑均勻的灑入爐內并充分攪拌25分鐘，用耙子將鋁液表面浮渣扒除；打渣劑的加入量為每噸鋁中加入0.3KG；
3)配合金 待熔體溫度為760℃時加入Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Zr，攪拌25分鐘使熔體內各成份均勻混合；Si、Mg、Fe、Zn含量按此配比，以及加入適量的Cu元素可提高材料的機械性能，加入適量的Cr和Zr是為了細化棒材的晶粒，以及遏制棒材鍛造后晶粒漲大；
4)精煉 當熔體溫度為740℃時采用氬氣噴粉精煉，精煉時間為45分鐘，精煉完后將液面浮渣扒除；氬氣為高純氬氣，氬氣含量99.7％以上；噴粉精煉劑用量為2公斤/噸鋁；
5)靜置 精煉后熔體靜置25分鐘；
6)鑄造 當熔體溫度為760℃時澆鑄成鑄錠備用，澆鑄過程中控制鋁液到達模盤時溫度為720℃，在澆鑄同時加入Al5Ti1B對鑄錠晶粒細化，在澆鑄流槽上在線精煉，精煉時通入高純氬氣，氬氣含量99.7％以上，最后采用50PPi以上陶瓷過濾板過濾進一步凈化熔體，得到鑄錠；Al5Ti1B的加入速度為3m/min；
7)均質化：采用雙級均質處理工藝對鑄錠均質化處理；
8)擠壓：采用帶圓弧工作帶的擠壓模具，將擠壓模具加熱至～490℃，鑄錠加熱至530℃時進入擠壓筒擠壓，按照8m/min的擠出速度擠壓，得到最終成品棒材。
實施例3
一種高強度無粗晶環汽車控制臂用鋁合金棒材，包括以下各組分：
Si1.0％、Fe0.3％、Cu 0.17％、Mn0.5％、Mg0.7％、Cr0.21％、Zn 0.15％、Zr0.03％，余量為Al。
該鋁合金棒材的制備方法，包括以下步驟：
1)熔化 將鋁錠投入爐中加溫至740℃熔化；
2)扒渣 在735℃將打渣劑均勻的灑入爐內并充分攪拌22分鐘，用耙子將鋁液表面浮渣扒除；打渣劑的加入量為每噸鋁中加入0.3KG；
3)配合金 待熔體溫度為750℃時加入Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Zr，攪拌20～25分鐘使熔體內各成份均勻混合；Si、Mg、Fe、Zn含量按此配比，以及加入適量的Cu元素可提高材料的機械性能，加入適量的Cr和Zr是為了細化棒材的晶粒，以及遏制棒材鍛造后晶粒漲大；
4)精煉 當熔體溫度為730℃時采用氬氣噴粉精煉，精煉時間為45分鐘，精煉完后將液面浮渣扒除；氬氣為高純氬氣，氬氣含量99.7％以上；噴粉精煉劑用量為1.8公斤/噸鋁；
5)靜置 精煉后熔體靜置25分鐘；
6)鑄造 當熔體溫度為740℃時澆鑄成鑄錠備用，澆鑄過程中控制鋁液到達模盤時溫度為700℃，在澆鑄同時加入Al5Ti1B對鑄錠晶粒細化，在澆鑄流槽上在線精煉，精煉時通入高純氬氣，氬氣含量99.7％以上，最后采用50PPi以上陶瓷過濾板過濾進一步凈化熔體，得到鑄錠；Al5Ti1B的加入速度為2.5m/min；
7)均質化：采用雙級均質處理工藝對鑄錠均質化處理；
8)擠壓：采用帶圓弧工作帶的擠壓模具，將擠壓模具加熱至480℃，鑄錠加熱至510℃時進入擠壓筒擠壓，按照6m/min的擠出速度擠壓，得到最終成品棒材。
雙級均質處理工藝為先將鋁合金鑄棒加溫至530℃，保溫2小時；然后快速升溫至565℃，保溫1小時；保溫結束后的鋁合金鑄棒迅速轉移至冷卻室內進行冷卻處理，其轉移時間不大于10min；使用噴霧冷卻的方式，30min內將鋁合金鑄棒冷卻至300℃以下，鋁合金鑄棒溫度低于300℃以后，再使用大水直接沖冷冷卻法提高冷卻速率，直至將鋁合金鑄棒的溫度降至與室溫一致；鋁合金鑄棒溫度達到室溫后，再移出冷卻室，鋁合金鑄棒即處理完畢，得到均質后鑄錠。
最后應說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。