[發明專利]半固態流變成型生產汽車水泵葉輪的方法及專用冷卻板

無效

• 申請號: 201010600724.1
• 申請日: 2010-12-22
• 公開（公告）號: CN102009154A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 吉澤升;趙密;王偉東
• 申請（專利權）人: 哈爾濱吉星機械工程有限公司
• 主分類號: B22D17/22
• 分類號: B22D17/22;B22D17/30
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 徐愛萍

技術領域

本發明涉及一種生產汽車水泵葉輪的方法及該方法中的專用冷卻板。

背景技術

目前，國內生產汽車水泵葉輪的方法是將漿料直接澆注在熔杯內進行壓鑄，導致材料成型溫度高，且由于壓鑄模具澆口的截面尺寸較小，對模具熱沖擊大，導致模具壽命短，一套水泵葉輪模具只能進行50000次壓鑄，模具就報廢了。水泵葉輪由于其結構特點，壁厚最厚處為2mm，關鍵位置還需要進行機械加工，壓鑄成型后很難保證不存在大于0.2mm的氣孔，故水泵葉輪廢品率較高，成品率低于60％，每個水泵葉輪都需要采用X射線探傷來檢測，即100％檢查，一旦漏檢，給安全使用造成隱患。

國外的汽車水泵葉輪生產一般采用鍛造成型，其成本較高，造價大約是壓鑄的2倍，并且難以保證其內部質量和力學性能，滿足不了工作環境的要求。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有生產汽車水泵葉輪的方法中模具使用壽命短，廢品率高、成品檢查繁瑣的問題，提供一種半固態流變成型生產汽車水泵葉輪的方法及專用冷卻板。

本發明是通過下述方案予以實現的：方法方案：所述方法包括以下步驟：步驟一、模具澆口改進：將原有壓鑄模具上的澆口的截面寬度改為18-22mm、厚度改為3-5mm；步驟二、鋪設傾斜冷卻板：將傾斜冷卻板傾斜設置在熔杯上的進料孔上，傾斜冷卻板的傾斜角度α為50°，傾斜冷卻板溫度控制在550-560℃之間；步驟三、坩堝預熱：將坩堝內腔清理干凈，然后預熱溫度應達到120～150℃，將坩堝內腔表面涂刷涂料；步驟四、熔煉鋁合金：將塊狀或條狀鋁合金表面清理干凈，放入坩堝里加熱熔化，繼續加熱至液態鋁合金的溫度為650±5℃時，去除液態鋁合金中的表面浮渣；步驟五、確定模具溫度：模具溫度控制在250±5℃范圍內；步驟六、半固態流變成型：將溫度為650±5℃的液態鋁合金澆注在傾斜冷卻板上，使液態鋁合金一邊流動一邊冷卻，再進入熔杯中，壓鑄機對半固態漿料進行壓射成型，壓射速度為1.4m/s，壓射力為180～220Mpa；步驟七、成品：取出成型的鋁合金料，自然冷卻后即得到汽車水泵葉輪；

冷卻板方案：所述冷卻板包括波浪形板體、加熱管和耐熱保溫層，波浪形板體內設有加熱管和耐熱保溫層，加熱管的外部設有耐熱保溫層，加熱管與控制裝置電連接，波浪形板體1的相鄰兩個波峰之間的水平距離為20mm，每個波峰和波谷之間的高度差為3.5mm。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：1.本發明是在液相和固相溫度區間內成型的一種方法，成型溫度低于壓鑄溫度，帶入壓鑄模的熱量少，對模具的熱沖擊小，因此能夠提高模具的使用壽命，同等材料制造的模具可生產8-10萬模；2.本發明中的波浪形傾斜冷卻板，當液態鋁合金漿料流過波浪形傾斜冷卻板時，由于傾斜冷卻板的冷卻作用，在斜坡壁上有細小的晶粒形核長大，金屬流體的沖擊和材料的自重作用使晶粒從斜坡壁上脫落并翻轉，以達打碎枝晶的效果，使得液態鋁合金在傾斜冷卻板上滾動時，其組織充分球化，從而使鋁合金的組織更加致密，還可保證漿料呈液態顆粒狀(半固態)順利進入壓室，產生足夠的固相，半固態漿料粘度大，充型平穩，不易卷入氣體，同時固相比例高，最高可達到60％，凝固收縮小，鑄件不易有氣孔縮松，并且內部組織呈球晶狀態，力學性能好；3.本發明突破了壓鑄鋁合金ADC12等典型鋁硅共晶鑄造合金不適合半固態鑄造的傳統觀點，解決了以往壓鑄過程中內部存在的氣孔、縮松等質量問題；4.利用本發明生產的汽車水泵葉輪廢品率低，不需要探傷檢測，提高了生產效率。

附圖說明

圖1是具體實施方式一的步驟二中傾斜冷卻板1傾斜放置在熔杯進料孔2-1的結構示意圖(圖中標記1為傾斜冷卻板、標記2為熔杯、2-1為進料孔、3為定模、3-1為定模的澆口、4為動模)，圖2是冷卻板的整體結構示意圖，圖3是圖2的A-A剖視圖，圖4是圖2的B部放大圖，圖5是定模型腔示意圖，圖6是圖5的側視圖，圖7是動模型腔示意圖，圖8是圖7的側視圖。

具體實施方式

具體實施方式一：下面結合圖2、圖3和圖4明本實施方式，本實施方式的冷卻板包括波浪形板體1-1、加熱管1-2和耐熱保溫層1-3，波浪形板體1-1內設有加熱管1-2和耐熱保溫層1-3，加熱管1-2的外部設有耐熱保溫層3，加熱管1-2與控制裝置電連接，波浪形板體1-1的相鄰兩個波峰之間的水平距離L為20mm，每個波峰和波谷之間的高度差h為3.5mm。

采用PID比例積分微分調節儀表控制加熱管1-2的溫度。