[發明專利]一種半固態流變成型生產鎂合金汽車支架類零件的方法

在審

• 申請號: 201710764653.0
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107552754A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 吉澤升;趙春芳;胡茂良;許紅雨;王偉東
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學;哈爾濱吉星機械工程有限公司
• 主分類號: B22D17/00
• 分類號: B22D17/00;B22D21/04;C22C1/02;C22C1/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 孟憲會

技術領域

本發明涉及一種汽車零件成型生產方法，具體涉及一種半固態流變成型生產鎂合金汽車支架類零件的方法。

背景技術

為了節能減排，汽車正朝著輕量化方向發展。從結構材料的角度出發，實現車輛輕量化的主要手段是采用具有高比性能的輕質材料代替傳統材料。鎂合金是迄今在工程應用中最輕的工程結構材料之一，可代替塑料、鋁合金及鋼制零件，其密度大多在1.75g/cm³～1.85g/cm³之間，約為鐵的1/4,鋁的2/3，與塑料相近，具有比強度和比剛度高、熱傳導性好、阻尼減振降噪性佳、液態成形性能優越、機械加工性能優良、零件尺寸穩定、電磁屏蔽能力強等優點。近年來，鎂合金在汽車結構零件上的應用以每年18％的速度高速增長。但是，對于目前商用的鑄造鎂合金，如果采用傳統的重力或壓力鑄造的生產工藝，其力學性能還難以穩定地達到同類鋁合金產品的水平。

汽車支架類零件目前多數采用鋁合金壓力鑄造方法生產，少數采用鋁合金砂型鑄造、重力鑄造和低壓鑄造生產，采用這些傳統工藝制造出來的汽車支架類零件在外觀上呈現冷隔、分層、凹陷和裂紋等缺陷，而在內部往往會出現氣孔、縮孔、縮松和針孔等問題，從而影響了產品的性能。

綜上所述，在汽車輕量化過程中因現有技術制造的汽車支架類零件在結構上常常存在冷隔、分層、凹陷和裂紋缺陷，且在內部常常存在氣孔、縮孔、縮松和針孔，從而影響了產品性能的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決在汽車輕量化過程中因現有技術制造的汽車支架類零件在結構上常常存在冷隔、分層、凹陷和裂紋缺陷，且在內部常常存在氣孔、縮孔、縮松和針孔，從而影響了產品性能的問題，進而提供了一種半固態流變成型生產鎂合金汽車支架類零件的方法。

本發明的技術方案是：

一種半固態流變成型生產鎂合金汽車支架類零件的方法，它包括如下步驟：

步驟一、鎂合金熔煉：

先預熱鎂合金材料，鎂合金材料的預熱溫度為200℃～250℃，清理坩堝并在坩堝內表面涂上涂料，然后對坩堝進行加熱，在坩堝加熱溫度為400℃～500℃時，加入鎂合金材料進行熔化，通入保護氣體防止鎂合金燃燒，最后在鎂合金完全熔化后，進行變質精煉處理，變質精煉溫度為720℃～750℃，除去液面上的浮渣，合金液靜置并降溫至澆注溫度；

步驟二、模具預熱：

先將鎂合金汽車支架類零件模具安裝在擠壓鑄造機上，對模具進行調試后預熱模具，模具的預熱溫度為150℃～200℃，在模具型腔內噴涂脫模劑，然后繼續加熱模具，模具的加熱溫度為200℃～250℃；

步驟三、半固態攪拌：

先在料勺中采用機械方式攪拌半固態材料，攪拌溫度為580℃～630℃，攪拌強度為2r/s～6r/s，攪拌時間為3min～6min，并且在舀料和攪拌過程中，在料勺里通入保護氣體防止鎂合金半固態漿料的燃燒；

步驟四、擠壓鑄造成型：

先將鎂合金半固態漿料澆入料筒中，澆注溫度為580℃～630℃，然后將擠壓鑄造機沖頭朝向模具型腔平穩推進半固態漿料，調節擠壓鑄造參數：擠壓壓力為90MPa～130MPa，保壓時間為20s～40s，沖頭擠壓速度為0.08m/s～0.2m/s，至此，完成鎂合金汽車支架類零件的擠壓鑄造過程，最后取出鑄件毛坯放入水中降溫。

進一步地，步驟一中鎂合金材料的預熱溫度為225℃，坩堝加熱溫度為425℃，變質精煉溫度為735℃。

進一步地，步驟一中的保護氣體為SF₆+CO₂混合氣體。

進一步地，步驟一中的保護氣體包括0.3％vol的SF₆、50％vol的CO₂和49.7％vol的空氣。

進一步地，步驟二中模具的預熱溫度為175℃，模具的加熱溫度為225℃。

進一步地，步驟三中的攪拌溫度為605℃，攪拌溫度為605℃，攪拌強度為4r/s，攪拌時間為4.5min。

進一步地，步驟三中的保護氣體為SF₆+CO₂混合氣體。

進一步地，步驟三中的保護氣體包括0.3％vol的SF₆、50％vol的CO₂和49.7％vol的空氣。

進一步地，步驟四中的澆注溫度為605℃，調節擠壓鑄造參數為110MPa，保壓時間為30s，沖頭擠壓速度為0.14m/s。