[發明專利]一種空心薄壁鋁合金控制臂金屬型重力鑄造工藝

在審

• 申請號: 201711484862.6
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN109396359A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 李云翔;蘇為強;孫乃一;殷作水;羅銀軍
• 申請（專利權）人: 湖北航特裝備制造股份有限公司
• 主分類號: B22C9/24
• 分類號: B22C9/24;B22C9/10;B22C9/08
• 代理公司: 荊門市首創專利事務所 42107
• 代理人: 董聯生

一種空心薄壁鋁合金控制臂金屬型重力鑄造工藝，它包括以下步驟：①工藝方案的選擇a、澆注位置的確定：b、分型面的選擇：c、采用金屬型+砂芯工藝；②澆注系統設計，采用底注開放式澆注系統，保證各澆道截面積向著內澆道逐步增大，即直澆道截面積∑F直＜橫澆道截面積∑F橫＜內澆道截∑F內，其阻流截面設置在直澆道；本發明優點是：1、運用金屬型重力傾轉工藝生產中空薄壁鋁合金控制臂，鑄件內在質量穩定，抗拉強度、屈服強度、延伸率、硬度等指標符合設計要求；2、采用底注開放式澆注系統，最小阻流截面在直澆道，同時直澆道與橫澆道采用帶有緩流作用的鵝頸式連接，降低了充型速度，防卷氣及二次氧化夾渣的效果好。

技術領域

本發明涉及機械設備領域，具體涉及一種空心薄壁鋁合金控制臂金屬型重力鑄造工藝。

背景技術

目前，隨著汽車節能減排要求不斷提高，用鑄鋁材料取代傳統鋼材進行底盤結構件設計是最有效的方法之一。控制臂是底盤系統中安全性要求最高的部件，它一端連著副車架，一端連著轉向節，一但失效將直接威脅乘員的生命安全，如何制造出滿足剛度、強度及耐久性能好又符合輕量化要求的空心薄壁鑄鋁控制臂產品難度很大，國內外無成功先例借鑒。

發明內容

本發明的目的就是針對目前，隨著汽車節能減排要求不斷提高，用鑄鋁材料取代傳統鋼材進行底盤結構件設計是最有效的方法之一。控制臂是底盤系統中安全性要求最高的部件，它一端連著副車架，一端連著轉向節，一但失效將直接威脅乘員的生命安全，如何制造出滿足剛度、強度及耐久性能好又符合輕量化要求的空心薄壁鑄鋁控制臂產品難度很大，國內外無成功先例借鑒之不足，而提供一種空心薄壁鋁合金控制臂金屬型重力鑄造工藝。

本發明包括以下步驟：

①工藝方案的選擇

a、澆注位置的確定：

將有熱結的部位向上，便于設置冒口補縮；

b、分型面的選擇：

沿最大輪廓面、分型面，兼顧大的熱節重要部位；

c、采用金屬型+砂芯工藝，砂芯采用無機環保制作而成，砂芯結構為整體式；

②澆注系統設計，采用底注開放式澆注系統，保證各澆道截面積向著內澆道逐步增大，即直澆道截面積∑F直＜橫澆道截面積∑F橫＜內澆道截∑F內，其阻流截面設置在直澆道；

a、澆道設計

最小截面的計算公式為：

F直=G/K*t*√HP

=13.2/0.04*12*√31.95=4.87cm²

G-澆注重量

K-流量系數，鋁合金取值0.04-0.07

t-澆注時間，

Hp-平均壓頭

求出圓形直澆道最小半徑R12.5毫米 ，直澆道直徑為φ25毫米，由此計算出澆道比為：

∑F直：∑F橫：∑F內=490.6：2500：1260=1：5：2.65

b、冒口的設計

采用同時凝固的冒口補縮系統，壁厚為5-22毫米，且熱節多而分散，采用冒口+水冷方式來調整模具溫度，采用六個冒口和兩處水冷，冒口按熱節法初算并按實際經驗進行修正；

式中，D為冒口直徑，d為熱節圓直徑，H為冒口的高度；

③砂芯及排氣系統設計