如何利用铝，硅，镁，钛制造轮毂

首先提醒这可不是想做就能做出来的！

工业上一般适用低压铸造，要是想手工造型做一个轮毂是不太可能的。

一、原料准备

现在所用的铝合金轮毂的主要材料是A356铝合金相当于国内牌号ZL101A。属共晶类铸造Al－Si合金尽管具有优良的强韧性，目前应用最广。但是引起铸态共晶硅承办片状需要细化和变质。

主要元素SiMgTiAl

A356标准（%）6.50~7.500.25~0.450.08~0.20余量

限量元素FeCuZnMnZrSn

（≤/%）0.200.200.100.100.200.01

二、变质与细化

Al-Si合金的力学性能与组织中共晶硅的形态紧密相关，Al-Si合金未变质时，共晶硅以粗大的针片状形态出现，严重割裂基体，产生应力集中，从而使合金的力学性能，尤其是韧性降低。变质是改变共晶硅形貌、尺寸的过程，即使共晶硅由粗大的针片状变成细小纤维状或层片状。但对含Si量6%的Al-Si合金。

Sr是轮毂制造业中应用最广泛、技术最成熟的变质材料。Al-Si合金用Sr变质后，共晶硅由针片状转变为纤维状，且对冷却速度不敏感。但Sr的化学性质极其活泼，极易氧化，容易使铝液吸氢，合金易产生疏松，使致密性下降等缺点尚待解决。工业上一般应用Al-10Sr中间合金。为了改善硅相形态对合金性能的不利影响，可采用变质处理消除粗大板条状共晶组织或者细化合金中的初生Si相，而对于提高α-Al相性能所做的工作，在很大程度上集中在致力于使α-Al相的晶粒细化方面。

一般终Sr量控制在0.06%左右，编制效果最好。

现阶段常见的晶粒细化剂有Al-Ti、Al-5Ti-B、Al-Ti-C。对于铝硅系合金Al-Ti的细化效果不明显，Al-5Ti-B的细化效果较好，被广泛地用于Al-Si系合金的晶粒细化，但Al-5Ti-B在应用过程中也逐渐暴露出以下缺点：Al-5Ti-B在细化三元亚共晶Al-Si合金或共晶合金时，其效果较差；Al-5Ti-B中的TiB2粒子尺寸较大，极易聚集成团，容易在铸锭表面形成皱褶，引起铸锭的各种缺陷，并且在废料的重复使用中有着遗传作用，很难消除；还有Al-5Ti-B中的TiB2化合物颗粒形核率很低，大多数则以杂质形式存在。

一般每1Kg添加Al-4Ti-B，19g左右，单纯加Ti效果不好。

三、工艺过程

A．试样制备的流程：配料→熔化→浇注→试样制备→热处理

B．原材料的准备及配料：按照试验所用金属型容量将原材料准备齐全，并将A356母材切割成大小适合的块状，以便于在坩埚中熔化。

C．熔炼：先将坩埚炉升温至500℃保温一段时间后，将配好的原料按顺序放入坩埚炉内，视熔炼状态分段加热，完全熔化后加入适量覆盖剂。第一次精炼温度为700℃，精炼后扒渣，重新添加覆盖剂。

缓慢升温至740±5℃熔化后进行熔体处理，先细化后变质。分别将细化剂和变质剂放入钛篮中，伸入到熔体中充分搅拌，保温3~5min后二次精炼、扒渣，浇注检验变质效果φ12×100mm试棒检验变质效果。

a、变质不足----断口呈暗灰色，晶粒粗大，可见明显的硅亮点。

b、变质正常----断口呈银白色丝绒状，晶粒均匀很细，看不到硅亮点。

c、变质过度----断口呈青灰色，晶粒粗大，变质剂过多所致。

变质正常后浇铸φ20mm纽扣试样进行快速密度检测。若密度（ρ/g•cm-3）在2.66~2.69之间熔体可以浇铸；若密度（ρ/g•cm-3）小于2.55说明[H]严重超标不能浇铸；密度（ρ/g•cm-3）在二者之间的需进行精炼。

D．浇注：熔体处理完毕后保温20~30min后进行精炼、扒渣，然后浇铸。

浇铸之前需对金属型预热并喷刷涂料。主要工艺过程：先将金属型加热到350±20℃，冷却至200±10℃喷刷涂料，涂料要求喷刷均匀、无结块，再将金属型升温至350±20℃，即可浇铸。金属型预热要均匀、不存在局部温度跳动。

浇注时要注意流速平稳，金属型充满后即停止浇注不可补浇，浇注完成后1~2min即可破型取件，铸件冷却至100℃以下可水淬。

E．制备金相试样，进行热处理。