[發(fā)明專利]鋁硅合金車身支架及其高壓真空壓鑄制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611003296.8
• 申請(qǐng)日: 2016-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106636788B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 勾建勇;崔美卿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇嶸泰工業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C21/02
• 分類號(hào): C22C21/02;C22C1/03;C22C1/06;B22D17/00;C22F1/043;B22D17/22
• 代理公司: 北京連和連知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 奚衡寶

1.鋁硅合金車身支架的高壓真空壓鑄制備方法，車身支架采用的鋁合金材料組分的重量百分比為： 9.5-11.5％Si，F(xiàn)e＜0.1％，Cu＜0.03％，0.5～0.7％Mn，0.3～0.5％Mg，Zn＜0.07％，0.04- 0.15%Ti，0.01-0.03%Sr，其余為Al；

其特征在于，按以下步驟進(jìn)行：

1）選取原料：組分的重量百分比為9.5-11.5％Si，F(xiàn)e＜0.1％，Cu＜0.03％，0.5～0.7％Mn，0.34～0.55％Mg，Zn＜0.07％，0.04-0.15%Ti，其余為Al；

2）鋁合金熔煉與除氣：將鋁合金材料加入中央熔化爐中進(jìn)行熔化，利用煙氣的余熱把鋁錠與回收料預(yù)熱到400-450℃ ，熔解室氣氛溫度控制880-900℃ ，保溫室鋁液溫度控制750-770℃ ，保持室內(nèi)的鋁液，每6-10小時(shí)一次，打開(kāi)扒渣口，用涂過(guò)被覆劑并充分干燥的工具，將鋁合金表面一層氧化浮渣打出；

取用鋁液時(shí)，把鋁液放到澆包中，用燃?xì)饧訜嵫b置預(yù)熱澆包，預(yù)熱溫度400-450℃ ，向澆包中放鋁液時(shí)，預(yù)先將占鋁液重量百分比0.03-0.06％的Al-Sr中間合金放在澆包底部，Al-Sr合金中Sr含量的重量百分比為50％，鋁液放到澆包容積的80-90％；

放到澆包中的鋁液，采用旋轉(zhuǎn)叉車轉(zhuǎn)運(yùn)到除氣位置，采用惰性氣體脫出溶解在鋁合金液內(nèi)的氫氣，除氣時(shí)，先將旋轉(zhuǎn)噴頭插入鋁液中高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)從噴頭的孔中吹出高純氮?dú)猓獨(dú)饬髁?0-20升/分鐘，氮?dú)獯等雺毫?-3.5bar，低于3bar自動(dòng)報(bào)警，噴頭轉(zhuǎn)速250-450轉(zhuǎn)/分鐘，在噴頭插入鋁液旋轉(zhuǎn)25-50秒后，石墨擋板插入，氮?dú)饪偞等霑r(shí)間2-6分鐘，除氣完成先把旋轉(zhuǎn)噴頭與擋板提起，鋁液靜置后用涂過(guò)被覆劑并充分干燥的工具，把鋁液表面的氧化浮渣打出；

3）定量給湯：除氣處理后合格的鋁液轉(zhuǎn)到壓鑄車間，倒入機(jī)邊定量給湯爐，給湯爐內(nèi)鋁液溫度控制670±5℃ ，給湯爐采用密閉結(jié)構(gòu)防止鋁合金氧化及熱量散失，采用輻射式電加熱保證鋁液溫度符合工藝要求，生產(chǎn)過(guò)程中每2-6小時(shí)一次從保溫爐中取樣進(jìn)行化學(xué)成分的光譜分析，重點(diǎn)監(jiān)控Sr與Mg元素是否符合要求；

4）壓鑄模具：車身支架的壓鑄模具成型部分采用熱做模具鋼材，經(jīng)過(guò)高頻真空淬火及回火后達(dá)到基體硬度HRC46±1，表面采用軟氮化處理，氮化層厚度0.08-0.1mmm，表面硬度HV900以上，

模具采用一模一腔的布局，采用扇形內(nèi)澆口，澆口厚度小于2mm，內(nèi)澆口填充速度設(shè)計(jì)48-60米/秒，模具內(nèi)部設(shè)計(jì)循環(huán)水通道，用恒溫機(jī)控制模具溫度平衡，恒溫機(jī)的介質(zhì)為水，水壓7-12bar，出口溫度120-180℃ ，在壓鑄過(guò)程中，每一模產(chǎn)品取出后，用自動(dòng)噴霧機(jī)將水基離型劑霧化噴到模具表面，霧化氣壓4-8bar，噴霧時(shí)間1-4秒，噴霧結(jié)束后用壓縮空氣清吹模具表面，吹干殘余的水分并使離型劑在模具表面形成一層0.003-0.008mm的膜，便于鑄件成型后從模具中脫出；

5）壓力鑄造：定量給湯爐的定量泵把鋁合金液注入容杯后，壓鑄機(jī)的沖頭啟動(dòng)，依次按照慢速啟動(dòng)、慢壓射、快壓射、增壓壓射四級(jí)把鋁合金注入模具型腔：先以0-0.15m/s的速度勻速移動(dòng)，鋁合金承受壓力為零，使沖頭的鈹青銅密封環(huán)經(jīng)過(guò)容杯入料口位置后，封閉沖頭與容杯的間隙；然后進(jìn)行慢壓射，以0.2-0.3m/s的速度，鋁合金承受壓力為零，緩慢移動(dòng)沖頭，使鋁合金液在容杯內(nèi)的液面平穩(wěn)上升，到達(dá)模具內(nèi)澆口部位；快壓射，在鋁合金液到達(dá)模具內(nèi)澆口部位的壓射行程點(diǎn)稱為高速轉(zhuǎn)換點(diǎn)，沖頭經(jīng)過(guò)高速轉(zhuǎn)換點(diǎn)后，以300-700m/s2的加速度達(dá)到2-6m/s的高速壓射速度，鋁合金通過(guò)模具內(nèi)澆口的速度為48-60m/s，此時(shí)鋁合金承受壓力為300-350bar,通過(guò)高速、高壓把鋁合金注入模具型腔，鋁合金的高速填充時(shí)間控制 30-45ms；增壓壓射，隨著鋁合金充滿型腔，壓射沖頭由于運(yùn)動(dòng)阻力加大，速度迅速下降，當(dāng)沖頭速度低于1.5m/s時(shí)，壓鑄機(jī)給出增壓信號(hào)，增壓閥打開(kāi)，在20-30ms時(shí)間內(nèi)達(dá)到850bar 的增壓壓力，并保持這個(gè)金屬壓力直至鋁合金在模具內(nèi)完全凝固；

在壓射沖頭達(dá)到慢速啟動(dòng)終點(diǎn)的位置，壓鑄機(jī)給出抽真空啟動(dòng)的信號(hào)，真空系統(tǒng)控制模具與容杯兩個(gè)區(qū)域的真空閥打開(kāi)抽真空，抽真空分為兩個(gè)區(qū)，第一個(gè)區(qū)為容杯內(nèi)部，在抽真空啟動(dòng)2-5秒后關(guān)閉，第二個(gè)區(qū)為模具型腔內(nèi)部，在鋁合金充滿型腔到達(dá)真空閥的一級(jí)感應(yīng)位置后，一級(jí)感應(yīng)閥芯感知到金屬的壓力驅(qū)動(dòng)后通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)把真空閥芯在5ms內(nèi)關(guān)閉，整個(gè)壓鑄過(guò)程，要求抽真空的真空度小于50mbar,從抽真空開(kāi)始到達(dá)到50mbar的真空度時(shí)間小于1秒；

6）精切邊：產(chǎn)品在模具中冷卻后，壓鑄機(jī)打開(kāi)模具，取件機(jī)器人把產(chǎn)品從模具中取出，把產(chǎn)品先放置到風(fēng)冷架上冷卻，產(chǎn)品溫度達(dá)到60℃ 以下后，機(jī)器人把產(chǎn)品放到油壓切邊機(jī)上，切除飛邊及流道、集渣包余料，經(jīng)過(guò)切邊后得到車身支架毛坯；

7）固溶處理：把壓鑄好的車身支架固定在專用夾具上，固定點(diǎn)采用支架與車身連接的安裝位置，采用全自動(dòng)通過(guò)式固溶熱處理爐做固溶強(qiáng)化，固溶恒溫結(jié)束后，傳送輥道將產(chǎn)品在10秒以內(nèi)轉(zhuǎn)移到淬火區(qū)域，淬火采用風(fēng)冷直至室溫；

8）整形：對(duì)車身支架進(jìn)行整形滿足尺寸要求；

9）人工時(shí)效：經(jīng)過(guò)整形的尺寸合格的車身支架，采用人工時(shí)效達(dá)到穩(wěn)定的強(qiáng)度與延伸率；

10）機(jī)械加工：產(chǎn)品經(jīng)過(guò)對(duì)裝配區(qū)域簡(jiǎn)單的銑平面、鉆孔、攻絲后得到車身支架成品。