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CN118703849A - 一种大型高强耐热铝合金轮毂锻件及其制备方法 - Google Patents

一种大型高强耐热铝合金轮毂锻件及其制备方法 Download PDF

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CN118703849A
CN118703849A CN202410707470.5A CN202410707470A CN118703849A CN 118703849 A CN118703849 A CN 118703849A CN 202410707470 A CN202410707470 A CN 202410707470A CN 118703849 A CN118703849 A CN 118703849A
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CN
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forging
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wheel hub
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CN202410707470.5A
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雷越
邢清源
臧金鑫
陈高红
刘铭
郝敏
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Original Assignee
AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials
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Abstract

本发明属于铝合金材料结构件制造技术领域，涉及一种大型高强耐热铝合金轮毂锻件及其制备方法，该方法适用于制备直径(Φ500mm～Φ800mm)×深度(200mm～400mm)×外壁厚(20mm～50mm)的大型轮毂。相比于常规轮毂，本发明通过优化合金成分、结合挤压+锻造复合开坯、中温模锻、深冷处理等工艺获得了适用于Al‑Cu‑Mg‑Ag合金大型轮毂锻件的制备方法，使大型轮毂锻件具有高强耐热的优异性能。其室温屈服强度高于450MPa，抗拉强度高于500MPa，延伸率高于8％。150℃高温拉伸屈服强度高于400MPa，抗拉强度高于450MPa，延伸率高于10％。200℃高温拉伸屈服强度高于350MPa，抗拉强度高于400MPa，延伸率高于12％。

Description

一种大型高强耐热铝合金轮毂锻件及其制备方法
技术领域
本发明属于铝合金材料结构件制造技术领域，具体涉及一种大型高强耐热铝合金轮毂锻件及其制备方法，尤其是轮毂直径超过20寸的大型轮毂锻件的制备。
背景技术
铝合金轮毂以其轻质、高强、耐蚀等优点在交通运输行业得到了广泛应用，随着运输行业的发展，运载需求量逐步提高，对轮毂的承载能力和耐热能力提出了挑战，轮毂构件的大型化势在必行。现有可查文献中，主要集中于轮毂直径为17寸(431.8mm)～20寸(508mm)的小尺寸锻件的制备工艺，而对轮毂直径超过20寸(508mm)的大型轮毂锻件制造方法少有报道。本发明结合挤压和锻造提供了一种大型铝合金轮毂锻件的制备方法，可应用于重型货运、大飞机等大型运载工具。
在汽车或飞机高速行驶至刹停的过程中，受刹车盘和轮胎传热影响，轮毂服役温度可升高至150℃～200℃。因此，轮毂锻件需要具有一定的耐热性能，在150℃～200℃保持较高强度。目前的耐热铝合金中，汽车轮毂主要采用6061铝合金，飞机轮毂主要采用2014铝合金，6061铝合金强度较低，峰时效态室温抗拉强度不超过400MPa。2014铝合金强度较高，抗拉强度可达到450MPa，但耐热性能有限。
目前的铝合金轮毂制备过程中，常用的方法为，将均匀化后的铸锭直接进行等温模锻，这种方法具有较高的生产效率，但获得锻件强度较低。尤其对于大型结构件，其较大的坯料尺寸会使变形均匀性更差，难以获得高强度。
Al-Cu-Mg-Ag系合金作为近年来的研究热点，已被证明具有良好的耐热性能，由于Ag元素的添加使合金中生成了更细小弥散的Ω相，起到稳定基体析出相的作用，在高温下Ω析出相较为稳定，使合金具有一定的高温强度。然而，目前尚未有关于Al-Cu-Mg-Ag合金大型结构锻件的相关报道，更没有工程化应用。
发明内容
本发明的目的是：提供一种大型高强耐热铝合金轮毂锻件及其制备方法，以Al-Cu-Mg-Ag合金为基础，通过开发的优化开坯工艺和热处理工艺相互协同，成功制备出适合工程化的大型Al-Cu-Mg-Ag轮毂锻件。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：
一方面，提供一种大型高强耐热铝合金轮毂锻件的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备铝合金圆铸锭，铸锭尺寸Φ600～Φ1000mm，其成分为：Cu5.0～5.4wt.％，Mg 1.0～1.5wt.％，Ag 0.6～1.0wt.％，Mn 0.5～0.8wt.％,Be0.1～0.2wt.％，Zr 0.1～0.2wt.％，Si≤0.10wt.％，Fe≤0.10wt.％，余量为Al及不可避免的杂质；
(2)对圆铸锭进行480±10℃/6～10h+510±10℃/24h～28h的均匀化处理后进行挤压开坯+自由锻造开坯，挤压加热温度400℃～420℃，挤压比控制4～7；自由锻造毛坯加热温度350℃～400℃，终锻温度不低于350℃；进一步地，挤压加热温度更优选择400℃～410℃，自由锻造毛坯加热温度更优选择360℃～380℃。
(3)将开坯后的坯料进行切段后制成毛坯，按实际轮毂形状对毛坯进行等温模锻，毛坯加热温度350℃～400℃，锻件终锻温度不低于350℃；
(4)将轮毂进行固溶淬火，固溶温度510±10℃，固溶时间根据锻件截面厚度确定，固溶后室温水冷淬火；
(5)将淬火后的锻件缓冷冷却至-150℃～-200℃后深冷处理2～4h，快速取出后以20℃～30℃/min升温速率快速升温至175℃±5℃进行时效处理，时效时间12h～16h。
进一步地，所述铝合金圆铸锭成分为：Cu 5.2～5.4wt.％，Mg 1.1～1.4wt.％，Ag0.7～0.9wt.％,Mn 0.6～0.7wt.％,Be 0.1～0.2wt.％，Zr 0.1～0.2wt.％，Si≤0.10wt.％，Fe≤0.10wt.％，余量为Al及不可避免的杂质。
特别地，步骤(2)所述自由锻造中锻造次数为3次，具体方式为2镦粗1拔长。本发明制备方法综合考虑挤压和开坯工艺，当挤压比为4～7，锻造次数为3次时，轮毂可获得最优的室温拉伸和高温拉伸性能匹配。
特别地，步骤(5)缓冷处理中冷却速度为2℃～4℃/min。
优选地，步骤(2)挤压开坯中挤压速度为10～20mm/s。
具体地，步骤(4)中固溶时间与锻件截面厚度关系：截面厚度最大处为Dmm，固溶时间为3D min。
优选地，步骤(5)中快速取出转移时间不大于5min。
步骤(1)中的铸锭尺寸Φ600～Φ1000mm基础上，匹配本发明制备方法步骤中的工艺参数，获得了大规格的锻造轮毂：能够制备直径(Φ500～Φ800mm)×深度(200mm～400mm)×外壁厚(20mm～50mm)的大型锻造轮毂。
另一方面，提供一种大型高强耐热铝合金轮毂，所述轮毂根据上述方法制备。制备的轮毂锻件沿晶粒主变形方向的室温屈服强度高于450MPa，抗拉强度高于500MPa，延伸率高于8％。在150℃高温拉伸，屈服强度高于400MPa，抗拉强度高于450MPa，延伸率高于10％。在200℃高温拉伸，屈服强度高于350MPa，抗拉强度高于400MPa，延伸率高于12％。
本发明的有益效果是：
在合金成分优化方面，首先，对于变形铝合金，Cu元素在铝合金中的极限溶解度约为5.5％，进一步提高Cu含量并不会继续提升强度。因此为了获得较高的力学性能和出于成本考虑，将Cu含量控制在5.0％～5.4％范围内，其次，Mg元素协同Ag元素含量提高对提升高温强度有益，在Mg含量较低时，提高Ag含量对性能无益，Mg和Ag需同时提高，但Ag元素价格昂贵，作为合金元素添加一般均不超过1％，同时，过高的Mg含量会争夺Cu元素形成AlCuMg析出相，反而降低Ω相的含量，因此将Mg含量控制在1.0％～1.5％。最后，复合添加了Zr,Be元素，主要目的在于提升再结晶温度和提高热稳定性，Be元素以Al-Be中间合金形式加入，Be元素微合金化对铝合金的耐高温性能有一定提升。
挤压过程采用适中的挤压比和挤压速度，使坯料获得适中的变形程度，方便后续的自由锻造和模锻。
在模锻前对铸锭开坯变形可提高锻件强度。锻件开坯方式可分为自由锻造开坯和挤压开坯。自由锻造开坯通常需要经过多次镦粗和拔长过程，获得的坯料变形组织含量相对较低，但塑性较好，有利于后续变形。挤压开坯获得的坯料变形组织含量较多，坯料强度高但塑性差。
为了改善现有工艺的不足，本发明利用挤压和自由锻造相结合的方式进行开坯，通过实验得出最优的开坯工艺路径，并对开坯后的毛料进行模锻，制造出的大型Al-Cu-Mg-Ag轮毂成品锻件兼顾室温和高温下的拉伸强度和塑性。中温锻造温度(350℃～400℃)低于再结晶温度，结合适中的变形工艺，使合金在变形过程中较少的发生再结晶，尽量保留合金的变形组织和亚结构，从而提升室温拉伸和高温拉伸性能。同时，通过适当的固溶时间使第二相回溶并继续保留合金基体的变形组织，由于大型锻件锻造过程中产生残余应力较大，不利于后续精加工，因此，经过固溶后的锻件必须进行深冷处理，通过慢速冷却至-150℃～-200℃后保温2～4h，以降低残余应力并起到稳定尺寸和合金亚结构的作用，同时避免因快冷产生新的内应力，深冷处理后快速加热至时效温度使内应力进一步释放。最后，通过峰时效使合金获得较高的室温力学性能和高温力学性能。
具体地：
在开坯过程中，挤压开坯采用的挤压比为4～7，当挤压比过小时，变形程度较小，难以达到形成变形组织的目的。当挤压比过大时，坯料形成了较强的变形组织，材料强化过度，不利于后续的模锻变形，锻造过程容易产生开裂，挤压比应与后续的锻造工艺应相匹配。自由锻造经过工艺验证采用2镦粗1拔长的方式进行，经过挤压开坯后的毛料再经过2镦粗1拔长的自由锻造，可获得适中的变形程度，获得的毛料兼顾挤压和自由锻造制品特性。自由锻造和模锻工艺均采用中温锻造，锻件加热温度350℃～400℃，目的在于使锻件产生变形的同时，尽量减少再结晶。由于锻造过程中锻件需要进行反复捶打，因此锻件温度可能进一步升高，当采用高温锻造(400℃～480℃)时，变形过程中如果温度进一步升高将极易发生动态再结晶，造成成品锻件的强度降低。而低温锻造(300℃～350℃)的坯料变形抗力过大，难以成型。终锻温度不低于350℃使锻件发生动态回复，保留变形组织，减少后续再结晶的产生。锻件成型后经过固溶淬火后深冷处理，通过2℃～4℃/min慢速降温冷却至-150℃～-200℃和20℃～30℃/min快速升温至时效温度能有效的降低内应力，同时稳定尺寸和亚结构，时效制度采用175℃±5℃/12h～16h峰时效从而获得高强度。
经过上述工艺结合后，制备的(Φ500mm～Φ800mm)直径×(200mm～400mm)深度×(20mm～50mm)外壁厚的大型耐热铝合金轮毂兼顾高强度和塑性且成品率较高，其室温屈服强度高于450MPa，抗拉强度高于500MPa，延伸率高于8％。150℃高温拉伸屈服强度高于400MPa，抗拉强度高于450MPa，延伸率高于10％。200℃高温拉伸屈服强度高于350MPa，抗拉强度高于400MPa，延伸率高于12％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对本发明的实例中需要使用的附图作简单的解释。显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为制造大型高强耐热铝合金轮毂锻件的工艺流程；
图2为得到的轮毂锻件截面示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将详细描述本发明实施例的各个方面的特征。在下面的详细描述中，提出了许多具体的细节，以便对本发明的全面理解。但是，对于本领域的普通技术人员来说，很明显的是，本发明也可以在不需要这些具体细节的情况下就可以实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例对本发明更好的理解。本发明不限于下面所提供的任何具体设置和方法，而是覆盖了不脱离本发明精神的前提下所覆盖的所有的产品结构、方法的任何改进、替换等。
在各个附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊，下面结合制备不同尺寸的大规格轮毂锻件进行描述。
实施例1：
制造Φ550mm(直径)×250mm(深度)×25mm(壁厚)轮毂，步骤如下：
(1)制备合格的Φ650mm铝合金圆铸锭，成分为Cu 5.2wt.％，Mg 1.2wt.％，Ag0.8wt.％，Mn 0.6wt.％,Zr 0.1wt.％,Be 0.15wt.％，Si≤0.10wt.％，Fe≤0.10wt.％，余量为Al及不可避免的杂质。
(2)对圆铸锭进行480℃/6h+510℃/24h的均匀化处理后挤压开坯，挤压加热温度420℃，挤压速度10mm/s，挤压比为4.7，制成Φ300mm圆棒。
(3)制成Φ300mm圆棒切段后进行自由锻造，自由锻造方式为2镦粗1拔长，自由锻造加热温度400℃，终锻温度360℃。
(4)将开坯后的坯料进行等温模锻，模锻坯料加热温度380℃，模具加热温度380℃，终锻温度355℃。
(5)将轮毂进行固溶淬火，固溶520℃/75min后室温水淬火。
(6)将淬火后的锻件以2℃/min冷却至-180℃深冷处理2h后以25℃/min的升温速率升温至175℃。
(7)将轮毂锻件进行时效处理，时效制度175℃/12h。
实施例2
制备Φ750mm(直径)×400mm(深度)×50mm(壁厚)轮毂，步骤如下：
(1)制备合格的铝合金圆铸锭，铸锭尺寸Φ1000mm，其成分满足Cu5.4wt.％，Mg1.3wt.％，Ag 0.9wt.％,Mn0.7wt.％,Zr 0.1wt.％，Be 0.13wt.％，Si≤0.10wt.％，Fe≤0.10wt.％，余量为Al及不可避免的杂质。
(2)对圆铸锭进行480℃/10h+510℃/28h的均匀化处理后挤压开坯，挤压加热温度400℃，挤压速度20mm/s，挤压比为6.25，制成Φ400mm圆棒。
(3)制成Φ400mm圆棒切段后进行自由锻造，自由锻造方式为2镦粗1拔长，自由锻造加热温度380℃，终锻温度354℃。
(4)将开坯后的坯料进行等温模锻，模锻坯料加热温度390℃，模具加热温度390℃，终锻温度363℃。
(5)将轮毂进行固溶淬火，固溶520℃/150min后室温水淬火。
(6)将淬火后的锻件以2℃/min冷却至-180℃深冷处理4h后以25℃/min的升温速率升温至175℃。
(7)将轮毂锻件进行时效处理，时效制度175℃/16h。
对比例1～对比例14：
制备Φ550mm(直径)×250mm(深度)×25mm(壁厚)轮毂，除开坯工艺不同外，其余工艺均与实施例1相同。
(1)制备合格的铝合金圆铸锭，铸锭尺寸Φ650mm，其成分满足Cu5.2wt.％，Mg1.2wt.％，Ag0.8wt.％，Mn 0.6wt.％,Zr 0.1wt.％,Be 0.15wt.％，Si≤0.10wt.％，Fe≤0.10wt.％，余量为Al及不可避免的杂质。
(2)对圆铸锭进行480℃/6+510℃/24h的均匀化处理后开坯，挤压加热温度420℃，挤压速度10mm/s，自由锻造加热温度380℃，终锻温度不低于350℃。挤压比和开坯方式如表1所示。
(3)将开坯后的坯料进行模锻，模锻工艺与实施例1相同。
(4)将轮毂进行固溶淬火，固溶520℃/75min后室温水淬火。
(5)将淬火后的锻件以2℃/min冷却至-180℃深冷处理2h后以25℃/min的升温速率升温至175℃。
(6)将轮毂锻件进行时效处理，时效制度175℃/12h。
对比例15～对比例28：
制备Φ750mm(直径)×400mm(深度)×50mm(壁厚)轮毂，除开坯工艺不同外，其余工艺均与实施例2相同。
(1)制备合格的铝合金圆铸锭，铸锭尺寸Φ1000mm，其成分满足Cu5.4wt.％，Mg1.3wt.％，Ag 0.9wt.％,Mn 0.7wt.％,Zr 0.1wt.％，Be 0.13wt.％，Si≤0.10wt.％，Fe≤0.10wt.％，余量为Al及不可避免的杂质。
(2)对圆铸锭进行480℃/10h+510℃/28h的均匀化处理后挤压开坯，挤压加热温度400℃，挤压速度20mm/s，自由锻造加热温度380℃，终锻温度不低于350℃。挤压比和开坯方式如表2所示。
(3)将开坯后的坯料进行模锻，模锻工艺与实施例2相同。
(4)将轮毂进行固溶淬火，固溶520℃/150min后室温水淬火。
(5)将淬火后的锻件以2℃/min冷却至-180℃深冷处理4h后以25℃/min的升温速率升温至175℃。
(6)将轮毂锻件进行时效处理，时效制度175℃/16h。
对比例29～对比例36：
制备Φ750mm(直径)×400mm(深度)×50mm(壁厚)轮毂，除合金成分外，其余工艺与实施例2相同。
(1)制备合格的铝合金圆铸锭，铸锭尺寸Φ1000mm，其成分如表3所示。
(2)对圆铸锭进行480℃/10h+510℃/28h的均匀化处理后挤压开坯，挤压加热温度400℃，挤压速度20mm/s，挤压比为6.25，制成Φ400mm圆棒。
(3)制成Φ400mm圆棒切段后进行自由锻造，自由锻造方式为2镦粗1拔长，自由锻造加热温度380℃，终锻不低于350℃。
(4)将开坯后的坯料进行等温模锻，模锻坯料加热温度390℃，模具加热温度390℃，终锻温度不低于350℃。
(5)将轮毂进行固溶淬火，固溶520℃/150min后室温水淬火。
(6)将淬火后的锻件以2℃/min冷却至-180℃深冷处理4h后以25℃/min的升温速率升温至175℃。
(7)将轮毂锻件进行时效处理，时效制度175℃/16h。
表1：实施例1与对比例1～14对比数据表
表2：实施例2与对比例15～28对比数据表
表3：实施例2与对比例29～36成分对比表
序号 合金成分 备注
实施例2 Al-5.4Cu-1.3Mg-0.9Ag-0.7Mn-0.1Zr-0.13Be /
对比例29 Al-4.3Cu-1.3Mg-0.9Ag-0.7Mn-0.1Zr-0.13Be Cu含量不同
对比例30 Al-5.4Cu-0.8Mg-0.9Ag-0.7Mn-0.1Zr-0.13Be Mg含量不同
对比例31 Al-5.4Cu-1.7Mg-0.9Ag-0.7Mn-0.1Zr-0.13Be Mg含量不同
对比例32 Al-5.4Cu-1.3Mg-0.4Ag-0.7Mn-0.1Zr-0.13Be Ag含量不同
对比例33 Al-5.4Cu-0.5Mg-1.0Ag-0.7Mn-0.1Zr-0.13Be Mg、Ag含量不同
对比例34 Al-5.4Cu-1.0Mg-0.5Ag-0.7Mn-0.1Zr-0.13Be Mg、Ag含量不同
对比例35 Al-5.4Cu-1.3Mg-0.9Ag-0.7Mn Zr、Be含量不同
对比例36 Al-5.4Cu-1.3Mg-0.9Ag-0.7Mn-0.13Zr Be含量不同
表4实施例1与对比例1～14力学性能对比
表5实施例2与对比例15～28力学性能对比
表6实施例2与对比例29～36力学性能对比
其中，表4所示为实施例1与对比例1～14的工艺路线的室温和高温力学性能对比，表5所示为实施例2和对比例15～28的室温和高温力学性能对比。表6所示为实施例2和对比例29～36不同成分的室温和高温力学性能对比。
由实施例1和对比例1～14可以看出，相比于仅挤压开坯和仅锻造开坯，挤压+锻造复合开坯工艺大幅度提升了轮毂的室温强度和高温强度。由实施例1和对比例1～8可知当复合开坯工艺的挤压比相同时，增加锻造开坯次数可显著增加轮毂强度。当挤压比为2时，此时的挤压变形程度较小，后续进行1～5次锻造开坯后，强度虽然较高但仍有提升空间。当挤压比为4.7时，此时的挤压变形程度适中，配合后续的1～5次锻造开坯，可使各温度下的强度达到较高水平，但后续锻造开坯次数不宜过多，当锻造开坯次数为5次时，强度发生下降，这是因为过多的变形次数易于使合金积累能量发生再结晶，反而使强度降低。综合考虑强度和塑性匹配，挤压后最优的锻造开坯次数为3次。当挤压为8时，此时挤压后坯料的变形程度过大，塑性降低明显，在后续的锻造墩粗过程中极易产生开裂，因此在挤压+锻造复合开坯工艺中不宜采用较大的挤压比。
由实施例2和对比例15～28可以看出，当制造更大尺寸的轮毂锻件时，在挤压+锻造复合开坯过程中，应采用更大的挤压比以提高变形程度，当挤压比为6.25时，结合3次锻造开坯可获得最优的力学性能，但当挤压比为8时，轮毂虽然了获得了较高的强度，但此时的延伸率较低。
因此，综合考虑挤压和开坯工艺，当挤压比为4～7，锻造次数为3次时，轮毂可获得最优的室温拉伸和高温拉伸性能匹配。
由实施例2和对比例29可以看出，当Cu含量降低为4.3wt％时，锻件的拉伸性能均显著降低。由实施例2和对比例30、31可以看出，当Mg含量降低为0.8wt％时，室温拉伸和高温拉伸性能均降低，但Mg含量达到1.7wt％时，室温强度较高，高温强度反而降低，这是因为过量的Mg争夺Cu元素形成AlCuMg相，使Ω相的含量降低，AlCuMg相的高温强化作用比Ω相差，因此锻件的高温性能降低。由实施例2和对比例32可以看出，Ag含量降低为0.4wt％时，室温和高温强度均显著下降。锻件的耐热性能主要依靠Ag元素，因此其含量不宜过低。由实施例2和对比例33、34可以看出，当Mg含量较低，而Ag含量较高时，锻件的室温和高温强度均较低。Mg含量和Ag含量同时提升，锻件的室温和高温强度较理想。由实施例2和对比例35、36可以看出，不添加Zr和Be时，锻件的强度较低，单独添加0.1wt％Zr时，合金的性能有所提升，进一步添加0.13wt％Be时，可使合金的高温性能进一步提升。复合添加Zr和Be可使锻件获得理想的室温和高温性能。
通过本发明得到的大型高强耐热铝合金轮毂锻件，室温屈服强度高于450MPa，抗拉强度高于500MPa，延伸率高于8％。150℃高温拉伸屈服强度高于400MPa，抗拉强度高于450MPa，延伸率高于10％。200℃高温拉伸屈服强度高于350MPa，抗拉强度高于400MPa，延伸率高于12％。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大型高强耐热铝合金轮毂锻件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)制备铝合金圆铸锭，铸锭尺寸Φ600～Φ1000mm，其成分为：Cu5.0～5.4wt.％，Mg1.0～1.5wt.％，Ag 0.6～1.0wt.％，Mn 0.5～0.8wt.％,Be0.1～0.2wt.％，Zr 0.1～0.2wt.％，Si≤0.10wt.％，Fe≤0.10wt.％，余量为Al及不可避免的杂质；
(2)对圆铸锭进行480±10℃/6～10h+510±10℃/24h～28h的均匀化处理后进行挤压开坯+自由锻造开坯，挤压加热温度400℃～420℃，挤压比控制4～7；自由锻造毛坯加热温度350℃～400℃，终锻温度不低于350℃；
(3)将开坯后的坯料进行切段后制成毛坯，按实际轮毂形状对毛坯进行等温模锻，毛坯加热温度350℃～400℃，锻件终锻温度不低于350℃；
(4)将轮毂进行固溶淬火，固溶温度510±10℃，固溶时间根据锻件截面厚度确定，固溶后室温水冷淬火；
(5)将淬火后的锻件缓冷冷却至-150℃～-200℃后深冷处理2～4h，快速取出后快速升温至175℃±5℃进行时效处理，时效时间12h～16h。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述铝合金圆铸锭成分为：Cu5.2～5.4wt.％，Mg 1.1～1.4wt.％，Ag 0.7～0.9wt.％,Mn0.6～0.7wt.％,Be 0.1～0.2wt.％，Zr 0.1～0.2wt.％，Si≤0.10wt.％，Fe≤0.10wt.％，余量为Al及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述自由锻造中锻造次数为3次，具体方式为2镦粗1拔长。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)挤压开坯中挤压速度为10～20mm/s。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中固溶时间与锻件截面厚度关系：若截面厚度最大处为Dmm，则固溶时间为3D min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(5)缓冷处理中冷却速度为2℃～4℃/min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(5)中快速升温速率为20℃～30℃/min升温。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(5)中快速取出转移时间不大于5min～10min。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：用于制备直径(Φ500～Φ800mm)×深度(200mm～400mm)×外壁厚(20mm～50mm)的大型锻造轮毂。
10.一种大型高强耐热铝合金轮毂，其特征在于：所述轮毂根据权利要求1至9任一项所述的方法制备；制备的轮毂锻件沿晶粒主变形方向的室温屈服强度高于450MPa，抗拉强度高于500MPa，延伸率高于8％；在150℃高温拉伸，屈服强度高于400MPa，抗拉强度高于450MPa，延伸率高于10％；在200℃高温拉伸，屈服强度高于350MPa，抗拉强度高于400MPa，延伸率高于12％。
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