[發明專利]一種起動機外殼鋁合金液態模鍛的模具及復合成形方法

無效

• 申請號: 201310378763.5
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103433466A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 盛軍
• 申請（專利權）人: 萊州金雁機械制造有限公司
• 主分類號: B22D18/02
• 分類號: B22D18/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種鋁合金液態模鍛模具和制造工藝，特別涉及一種用于起動機外殼鋁合金液態模鍛的模具及復合成形方法，屬于機械加工的技術領域。

背景技術

國外發達國家的汽車制造業考慮到整車輕量化、道路適應性、環境保護、加工成本等問題，對汽車起動機外殼采用鋁合金材料制成。但是由于傳統的鋁合金壓鑄或重力鑄造的汽車起動機外殼的力學性能指標不能適應國內道路狀況要求。所以從六十年代開始國內汽車行業制造商將汽車起動機外殼材料由鋁合金改為球墨鑄鐵，使用砂型鑄造生產制造起動機外殼。其后制造的起動機外殼強度能夠滿足國內路況需要。但是制成的起動機單件重量大于4000克，較鋁合金材質單件重量1008千克，增加總量近4倍，不能適應目前汽車輕量化要求。而且由于球墨鑄鐵件砂型鑄造澆注系統需要保留水口、冒口，需保留較大的加工余量，存在材料利用率低，后續的切削加工的工作量大，生產成本居高不下，經濟性較差等問題，同時還存在能耗較高、污染環境等問題。

液態模鍛是介于液態成型和固態成型之間的一種工藝，液態模鍛工藝是對澆入模具內的液態金屬施以較高的機械壓力，使其凝固時消除鑄造缺陷并產生一定塑性變形，從而獲得高質量制件的一種方法。液態模鍛技術不僅適用于軸對稱的實心零件、杯形件、通孔件以及長軸類等厚壁零件，也適用于非軸對稱、壁厚不均勻、形狀復雜的零件。對于一些薄壁零件也可以用液態模鍛獲得很好的成形質量。它集中了這兩種工藝的優點，綜合了金屬的韌性、成形性、導電導熱性等，其強度、剛度、硬度、耐熱、耐磨、耐蝕等性能指標均優于砂型鑄造的球墨鑄鐵件。

但采用液態模鍛加工起動機外殼等特形產品具有一定難度，主要是零件壁薄，形體凹凸異形不規則，成形不易充滿，現有技術中還沒有較好地解決方法。

發明內容

本申請人針對上述的問題，進行了研究改進，提供一種整體起動機鋁合金外殼的液態模鍛模具，在保證鋁合金外殼機械性能的同時，提高材料利用率，減少后續加要的切削加工量，降低加工成本。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種整體起動機鋁合金外殼的液態模鍛模具，由上模連板、上模腿、上模板、上模芯、底模芯、抽芯、底模板、頂板、模腿、油缸、電磁行程開關、沖頭、空腔等十三部分組成。具體而言，包括上模及底模，上模芯環套在芯棒上并固定安裝在上模板上，上模芯和底模芯內設有上冷卻腔；底模的底模體及底模芯嵌套在一起并固定安裝在下固定板上。模具上模連板的中央設有油缸，各部分模具通過油缸連接，油缸的行程通過電磁接近開關控制。

進一步的：

所述模體為兩個對開的半模。由于上模芯(凹模)壓入底模芯(凸模)液態金屬反向擠壓受力不均時會造成厚壁處產生冷隔、卷氣縮孔等缺陷，為了減少這些缺陷，采用上模芯(凹模)對下模芯(凸模)直接加壓。為了控制凸凹模擠壓受力均勻，在模具上橫連板中央裝置了油缸，油缸下端是沖頭，使用行程開關控制油缸沖頭，用于調整上下模板芯在鋁合金液態模鍛過程均勻受力。上模連板下部設置一定的空腔，便于液態金屬熱傳速度和凝固速度保持相等。壓機裝胃了六個油缸，分別控制模具上下部的頂板和抽芯四周的鎖緊，可以實現自動合模。鋁液注入模具后，按下“下行”開關，上模自動下行，下行到規定的行程位置后(上液壓油缸顯示7—8兆帕)，上模芯與底模芯閉合，開始通過上模具連板裝置的油缸沖頭對上模芯加壓，保壓一段時間(50s—60s)，待液鍛件冷卻定型后，按下“工作”鍵，先開左右鎖緊塊，再開前后模具塊，上模回程上行到一定位置，將下模頂出毛坯，上油缸回程，取下鑄件。進行下一個周期循環。

本發明的技術效果在于：

本發明公開的一種整體起動機鋁合金外殼的液態模鍛模具，不僅可使起動機鋁合金外殼的機械性能與模鍛的起動機鋁合金外殼機械性能相當，而且提高材料利用率，并可大大地減少后續加工的切削加工量，降低加工成本，同時生產出的起動機鋁合金外殼重量輕，質量好，經濟性更佳。目前運用液態模鍛工藝制成的鋁合金起動機外殼各項性能指標符合或優于國家標準；芯棒與上模芯及底模體與底模芯的分體結構，便于模具的修復和更換，提高了模具使用壽命，同時減少維修費用。

同時，本發明提供一種起動機外殼鋁合金液態模鍛的模具及復合成形方法，即，液態模鍛是將熔化的鋁合金注入模具中壓機開動之后，在壓力作用下使鋁合金在成形過程中凝固。按鋁合金注入模具的方式分為上壓式和下注式。本工藝采用頂注式成形。其優點是保溫好、可成形性能好，取件方便，利用壓機上的油缸將工件頂出。

具體而言，包括熔煉→液態模鍛→均勻化→等溫軋制→熱處理→精整；