[發(fā)明專利]一種高性能壓鑄鋁合金缸頭柔性化智能加工系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211355438.2
• 申請日: 2022-11-01
• 公開（公告）號: CN115608952A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶美仁;任盛玲;胡欣;黎其兵
• 申請（專利權(quán)）人: 四川渝成機械有限公司
• 主分類號: B22D17/22
• 分類號: B22D17/22;B22D17/32;C21D1/26;C21D1/18;C21D9/00
• 代理公司: 北京康盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11331
• 代理人: 李欣芮

本發(fā)明提供一種高性能壓鑄鋁合金缸頭柔性化智能加工系統(tǒng)及其加工方法，其通過對模具進行優(yōu)化、并對缸頭加工工藝進行優(yōu)化來解決現(xiàn)有存在的裹氣現(xiàn)象、縮孔現(xiàn)象、溢流存在死角問題，壓鑄模具上設(shè)置有模具型腔，與模具型腔連接的內(nèi)澆道、直澆道、橫澆道和溢流槽；橫澆道與內(nèi)澆道相互匹配，內(nèi)澆道的厚度為橫澆道厚度的5?8倍；直澆道由壓室和澆口套組成，整體形狀為一體的倒錐形結(jié)構(gòu)，直澆道的錐角口取值在4?12°，直澆道的截面積為內(nèi)澆道口的3?4倍；溢流槽設(shè)置在壓鑄模具的動模上，所有溢流槽合并到一起為一體設(shè)計；冷卻裝置用于提高壁厚區(qū)域的降溫效率，使各部分凝固溫度能夠均衡；加熱裝置用于提高壁厚區(qū)域的局部溫度升高，減少壓鑄變形。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓鑄缸頭領(lǐng)域，具體而言，涉及一種高性能壓鑄鋁合金缸頭柔性化智能加工系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

隨著西南壓鑄技術(shù)的飛速發(fā)展，以及我國行業(yè)布局的調(diào)整，西南地區(qū)壓鑄件的產(chǎn)量將會有一個非常顯著的增加。如何提高品質(zhì)，使西南地區(qū)尤其是重慶制造的手機、筆記本、汽車及通機配件在市場中占有更高的份額，其中之一便是提高產(chǎn)品的壓鑄件質(zhì)量。

在鋁合金缸頭的制備過程中，至少發(fā)現(xiàn)存在如下問題：第一，充型過程中存在裹氣現(xiàn)象，裹氣量為0.00248g/cm3，引起零件內(nèi)部的空隙增加，對鑄件的硬度造成影響；第二，受到凝固速率的影響，零件內(nèi)部將會形成拉應(yīng)力，導致縮孔現(xiàn)象出現(xiàn)，使得鋁合金支架易發(fā)生斷裂，使零件的拉伸性能下降；第三，溢流控制存在死角區(qū)，導致金屬液無法迅速覆蓋模具，甚至出現(xiàn)大規(guī)模孔洞，引起嚴重的缺陷問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高性能壓鑄鋁合金缸頭柔性化智能加工系統(tǒng)及其加工方法，其通過對模具進行優(yōu)化、并對缸頭加工工藝進行優(yōu)化來解決現(xiàn)有存在的裹氣現(xiàn)象、縮孔現(xiàn)象、溢流存在死角問題。

本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的：

一種高性能壓鑄鋁合金缸頭柔性化智能加工系統(tǒng)，該加工系統(tǒng)包括：壓鑄模具、冷卻裝置和加熱裝置，壓鑄模具上設(shè)置有模具型腔，與模具型腔連接的內(nèi)澆道、直澆道、橫澆道和溢流槽；內(nèi)澆道上設(shè)置有排氣槽，排氣槽連接到溢流槽；橫澆道與內(nèi)澆道相互匹配，內(nèi)澆道的厚度為橫澆道厚度的5-8倍；直澆道由壓室和澆口套組成，整體形狀為一體的倒錐形結(jié)構(gòu)，直澆道的錐角口取值在4-12°，直澆道的截面積為內(nèi)澆道口的3-4倍；溢流槽設(shè)置在壓鑄模具的動模上，所有溢流槽合并到一起為一體設(shè)計；冷卻裝置用于提高壁厚區(qū)域的降溫效率，使各部分凝固溫度能夠均衡；加熱裝置用于提高壁厚區(qū)域的局部溫度升高，減少壓鑄變形。

一種高性能壓鑄鋁合金缸頭柔性化智能加工方法，包括上述加工系統(tǒng)，該加工方法包括：

對鋁合金缸頭采用仿真模型進行分析，對壓鑄過程進行模擬，對壓鑄效果進行判斷后得到合適的壓鑄方案；

金屬用先后側(cè)充填，到達前側(cè)后再兩側(cè)充填，直至充滿為止，形成多股金屬流的匯流，消除填充死角；

凝固階段，采用冷卻裝置對壁厚區(qū)域的進行降溫，使各部分凝固溫度能夠均衡，增強對縮孔問題的抑制作用；

待鋁合金缸頭壓鑄成型后，進行探傷檢測，挑選出不合格的鋁合金缸頭。

在本發(fā)明的較佳實施例中，上述鋁合金缸頭的澆注溫度650-700℃、模具預熱溫度250℃、壓射速度4.5-5.0m/s。

在本發(fā)明的較佳實施例中，上述壓鑄模具具有臺階狀的模具型芯。

在本發(fā)明的較佳實施例中，上述在采用壓鑄模前，先進行去應(yīng)力，進行一次退火，然后進行淬火

在本發(fā)明的較佳實施例中，上述模具在5000～10000模次時進行一次應(yīng)力回火，此后每一次回火間隔為15000～20000模次。

在本發(fā)明的較佳實施例中，上述橫澆道整體形狀為凹槽樁，槽底角度為100°，高為22mm，長底邊為51.7mm。