專利名稱:一種鋅合金卡扣式氣門嘴的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車配件的制造方法，尤其涉及用鋅合金、橡膠制造的卡扣式汽車輪胎氣門嘴的制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有轎車輪胎和其它汽車高速輪胎上多使用卡扣式氣門嘴，起密封輪胎和給輪胎沖氣的作用。當(dāng)前卡扣式氣門嘴使用的金屬材料為銅合金，此材料在汽車制造業(yè)中的使用已有相當(dāng)長的歷史了，這種材料在制造中存在一定的缺點(diǎn)和局限性，主要體現(xiàn)在前端制造工藝上，即指加熱擠壓成形工藝。
銅合金嘴體在傳統(tǒng)加工流程中，初始成形方法是將截?cái)嗪蟮你~合金材料在電爐中加熱到680℃后，開啟爐門用夾鉗夾持其中一件放入模具中，由壓力機(jī)施力將其擠壓成形后，由頂料桿將其頂出模具，用夾鉗取出后放入水中冷卻(此道工序的時(shí)間約0.5min左右)，然后再轉(zhuǎn)下一道工序，用車床對進(jìn)行內(nèi)外螺紋、內(nèi)部芯腔、內(nèi)孔等工序的切削加工，直到此工序的完工。此工序的上料、下料主要是由人工操作，每次加工一件的時(shí)間為30s左右，所以產(chǎn)能較底。
批次生產(chǎn)中，在電爐中加熱的零件在使用中是有順序要求的，即每個(gè)零件在臨界溫度環(huán)境中的滯留時(shí)間要求，超過滯留時(shí)間會導(dǎo)致零件表面氧化層增加，材料內(nèi)部組織晶粒變大，破壞了材料原有的機(jī)械性能，甚至報(bào)廢。
此工序的操作特性是每次上料需要開啟一次爐門，空氣的進(jìn)入容易引起零件表面氧化層增加，給擠壓帶來不利因素。另外，電爐中加熱的銅合金先后次序的排列控制較困難，容易引起某些零件的過燒狀態(tài)。
這就是銅質(zhì)氣門嘴在制造中存在的主要局限性，技術(shù)工藝也較難改善。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種鋅合金卡扣式氣門嘴的制造方法，以此來彌補(bǔ)銅合金卡扣式氣門嘴生產(chǎn)上的效率、質(zhì)量、材料等缺陷。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種鋅合金卡扣式氣門嘴的制造方法，其特征在于，該方法包括以下工藝步驟溶化鋅合金材料、壓力鑄造成形、車削長度、鉆通孔、套外螺紋、車削芯腔、攻內(nèi)螺紋、表面鍍鋅、嘴體與橡膠一起硫化、出模、裝芯、氣密性檢測、裝帽、包裝、入庫。
所述的壓力鑄造成形工藝包括以下工藝參數(shù)采用30T熱式壓力壓鑄機(jī)，鋅合金材料熔點(diǎn)設(shè)定在420℃，模具設(shè)計(jì)成四導(dǎo)柱形式，每模填充時(shí)間6～40ms內(nèi)，保壓時(shí)間大于0.5ms，留模時(shí)間5～10ms，模溫180～220℃。
所述的鋅合金材料成分控制鋁重量含量控制在3.8％～4.3％，銅重量含量控制在≤1.25％，鎂重量含量控制在≤0.08％。
所述的壓力鑄造成形工藝每模生產(chǎn)20件產(chǎn)品，壓鑄時(shí)間8s。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)(1)銅合金材料的比重是8.93，鋅合金材料的比重是7.17，從而降低了50％的生產(chǎn)成本；包括二種材料的價(jià)格之比，以相同的單位質(zhì)量比較，鋅合金材料與銅合金材料的價(jià)格比是1/2，這還不包括鋅合金70∶30的回料利用。
(2)鋅合金材料可以采用壓力鑄造技術(shù)來制造卡扣式氣門嘴，一臺30T壓力鑄造機(jī)的產(chǎn)量是原傳統(tǒng)產(chǎn)量的5倍以上(與原銅合金的加工工藝相比)，因?yàn)閴毫﹁T造機(jī)中的模具每1分鐘開合一次就可壓鑄出20件以上卡扣式氣門嘴中的嘴體，如翻倍加大壓力鑄造機(jī)的噸位，產(chǎn)能也就翻倍增長，所以這是一大優(yōu)勢。銅合金熱擠壓方式就很難做到，因?yàn)殂~合金材料的流量差，難以進(jìn)行壓鑄技術(shù)的應(yīng)用。
(3)采用壓力鑄造出卡扣式氣門嘴中的嘴體互換性很好(而且長度尺寸、階臺位置已經(jīng)成形，縮短了大量的生產(chǎn)周期)，對后道加工工序起到一定的作用，即定位準(zhǔn)確、可靠、夾持力一致(指車床主軸內(nèi)的彈簧夾頭在放入嘴體后，在氣動力的作用下，徑向變形的程度)。同時(shí)對其他相關(guān)的幾何體形狀加工也起到了控制作用，由于定位準(zhǔn)確，嘴體內(nèi)部加工后的互換性得到了保證，使裝配后的氣門芯軸端位置的一致性得到了提高，完善了卡扣式氣門嘴的使用性能。
以上這些優(yōu)點(diǎn)銅合金材料是無法達(dá)到的，因?yàn)殂~合金材料熱擠壓出來的產(chǎn)品仍然是毛胚，需要切削加工后才能成為成品，這樣就造成了累計(jì)誤差的產(chǎn)生。
鋅合金材料在加熱后的流動性很好，壓鑄后的嘴體密度較高，進(jìn)而提高了產(chǎn)品的力學(xué)性能，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，二種材料的剪切強(qiáng)度之比是7.9/10.6(指鋅合金材料剪切強(qiáng)度7.9KN與銅合金材料剪切強(qiáng)度10.6KN)，完全超出車輪運(yùn)行時(shí)，中途急剎車所產(chǎn)生的剪切力(約1.5KN)。
鋅合金材料的機(jī)械加工性能很好，切削時(shí)相對刀具的磨損較小，冷卻液的選擇要求也不高，煤油、10#機(jī)油、柴油等均可。
表面處理可以采用鍍鋅方式來完成，經(jīng)48小時(shí)的鹽霧試驗(yàn)后，嘴體表面、未發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。
與橡膠的接著率也很好，對一批產(chǎn)品進(jìn)行了力學(xué)試驗(yàn)(拉脫試驗(yàn))，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明了接著率是合格的。同時(shí)又做了4萬次的疲勞試驗(yàn)(氣門嘴充氣后在專用工裝上，以25度的夾角進(jìn)行往復(fù)搖擺)。
我們選用的鋅合金材料的化學(xué)成分是較特殊的，對其韌性的要求較高，化學(xué)成分中，適當(dāng)提高了鋁、銅、鎂的含量，以此來彌補(bǔ)鋅合金材料的不足之處。
具體實(shí)施方式以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
一種鋅合金卡扣式氣門嘴的制造方法，該方法包括以下工藝步驟溶化鋅合金材料、壓力鑄造成形、車削長度、鉆通孔φ3.85、套8V1外螺紋(用8V1板牙)、車削芯腔、攻內(nèi)螺紋5V1(用5V1絲錐)、表面鍍鋅、嘴體與橡膠一起硫化、出模、裝芯、氣密性檢測、裝帽、包裝、入庫。
上述方法中鋅合金壓鑄工藝1.采用30T熱式壓力壓鑄機(jī)。
2.熔點(diǎn)設(shè)定在420℃。
3.模具設(shè)計(jì)成四導(dǎo)柱形式，以確保上下模的合模精度，同時(shí)設(shè)有料道及冷卻水路。
4.充填時(shí)間根據(jù)鋅合金工件的特性，每模填充時(shí)間6～40ms內(nèi)，由于鋅合金嘴體在后道需電鍍處理，充填時(shí)間小于20ms。
5.保壓時(shí)間一般大于0.5ms，目的是使金屬液在壓力下結(jié)晶，并使壓鑄件在凝固過程中產(chǎn)生的體得到不斷的液體補(bǔ)償，獲得組織致密的鑄件。
6.留模時(shí)間一般在5～10ms，取出鑄件必須等到鑄件溫度降底到一定程度，具有一定的機(jī)械強(qiáng)度時(shí)，頂出才能不變形、不損壞。
7.模溫180～220℃，模溫過底，金屬液在填充型腔過程中過早凝固，易造成表面冷紋、流痕等缺陷；模溫過高，易產(chǎn)生粘模，局部工件與模具發(fā)生焊合。模溫高會使鑄件冷卻緩慢而晶粒粗大，易產(chǎn)生縮孔、氣孔，導(dǎo)致力學(xué)性能降低。模溫與鑄造周期、冷卻水量有直接關(guān)系，通過調(diào)節(jié)冷卻水量來控制模具溫度均衡。生產(chǎn)過程中，應(yīng)保持壓鑄周期一致，以使模溫穩(wěn)定。
8.材料成分控制合金錠必須是以特高純度鋅為基礎(chǔ)，加上特高純度鋁、銅、鎂配制成的合金錠。
1)鋁重量含量控制在3.8％～4.3％，主要考慮強(qiáng)度及流動性，流動性好是獲得一個(gè)完整、尺寸精確、表面光滑的鑄件必須條件。
2)銅重量含量控制在≤1.25％，銅的作用是增加合金的硬度和強(qiáng)度、改善合金的抗磨損性能、減少晶間腐蝕。
3)鎂重量含量控制在≤0.08％，鎂的作用是減少間腐蝕；細(xì)化合金組織，從而增加合金的強(qiáng)度；改善合金的抗磨損性能。
每模生產(chǎn)20件產(chǎn)品，壓鑄時(shí)間8s。
權(quán)利要求
1.一種鋅合金卡扣式氣門嘴的制造方法，其特征在于，該方法包括以下工藝步驟溶化鋅合金材料、壓力鑄造成形、車削長度、鉆通孔、套外螺紋、車削芯腔、攻內(nèi)螺紋、表面鍍鋅、嘴體與橡膠一起硫化、出模、裝芯、氣密性檢測、裝帽、包裝、入庫。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種鋅合金卡扣式氣門嘴的制造方法，其特征在于，所述的壓力鑄造成形工藝包括以下工藝參數(shù)采用30T熱式壓力壓鑄機(jī)，鋅合金材料熔點(diǎn)設(shè)定在420℃，模具設(shè)計(jì)成四導(dǎo)柱形式，每模填充時(shí)間6～40ms內(nèi)，保壓時(shí)間大于0.5ms，留模時(shí)間5～10ms，模溫180～220℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的一種鋅合金卡扣式氣門嘴的制造方法，其特征在于，所述的鋅合金材料成分控制鋁重量含量控制在3.8％～4.3％，銅重量含量控制在≤1.25％，鎂重量含量控制在≤0.08％。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的一種鋅合金卡扣式氣門嘴的制造方法，其特征在于，所述的壓力鑄造成形工藝每模生產(chǎn)20件產(chǎn)品，壓鑄時(shí)間8s。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種鋅合金卡扣式氣門嘴的制造方法，其特征在于，該方法包括以下工藝步驟溶化鋅合金材料、壓力鑄造成形、車削長度、鉆通孔、套外螺紋、車削芯腔、攻內(nèi)螺紋、表面鍍鋅、嘴體與橡膠一起硫化、出模、裝芯、氣密性檢測、裝帽、包裝、入庫；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有工藝簡單、生產(chǎn)效率高、成本低等特點(diǎn)，它在汽車配件制造領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號B22D18/00GK1990173SQ200510112020
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月27日
發(fā)明者顧順金 申請人:上海保隆實(shí)業(yè)股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan