本發(fā)明涉及壓鑄領(lǐng)域,更具體地,涉及一種汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體及其制備方法。
背景技術(shù):
汽車(chē)轉(zhuǎn)向器是保證汽車(chē)在行駛過(guò)程中需要按駕駛員的意志經(jīng)常改變其行駛方向設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)。汽車(chē)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)從液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)到電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng),再發(fā)展到目前的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),該技術(shù)的應(yīng)用,使汽車(chē)的駕駛性能達(dá)到令人滿(mǎn)意的程度,因而當(dāng)汽車(chē)在低速行駛時(shí)可使轉(zhuǎn)向輕便、靈活;當(dāng)汽車(chē)在中高速區(qū)域轉(zhuǎn)向時(shí),又能保證提供最優(yōu)的動(dòng)力放大倍率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感,從而提高了高速行駛操縱的穩(wěn)定性,輸出力矩合理調(diào)節(jié),節(jié)省油耗。轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)與油耗有著密切的關(guān)系。
現(xiàn)有的轉(zhuǎn)向機(jī)殼體,產(chǎn)品工藝控制單一,容易存在缺陷。重力澆鑄缺點(diǎn)有:1)產(chǎn)品補(bǔ)縮困難,容易形成疏松或縮孔缺陷導(dǎo)致產(chǎn)品合格率低;2)產(chǎn)品重量遠(yuǎn)大于壓鑄工藝下的重量,造成原材料的浪費(fèi);3)生產(chǎn)節(jié)拍慢,不能滿(mǎn)足產(chǎn)能要求。當(dāng)前壓鑄生產(chǎn)存在如下缺點(diǎn):1)生產(chǎn)效率低導(dǎo)致熔煉過(guò)程控制差,鋁液沒(méi)有精煉變質(zhì)過(guò)程,晶粒粗大導(dǎo)致產(chǎn)品機(jī)械性能不達(dá)標(biāo);2)壓鑄模具排列結(jié)構(gòu)交叉點(diǎn),導(dǎo)致產(chǎn)品壁厚、氣孔大,和表面缺陷較多。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述已有技術(shù)中存在的不足,提供一種汽車(chē)齒輪箱變速器鋁合金殼體及其制備方法。通過(guò)將一模一腔的模具壓鑄技術(shù)改進(jìn)為一模兩腔傾冷室超高速壓鑄方式的優(yōu)化,改善了原有薄壁殼體類(lèi)產(chǎn)品氣孔過(guò)大的弊端,該技術(shù)在國(guó)內(nèi)為先進(jìn)水平。得到的產(chǎn)品滿(mǎn)足變速器氣孔<0.5mm的技術(shù)要求,因此,該產(chǎn)品具有良好的市場(chǎng)前景。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明提供一種汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體,由以下重量百分比的組分組成:硅8.0-11.0%,鐵≤1.4%,銅2.5-4.5%,鎂0.15-0.65%,鋅≤1.3%,鉻≤0.16%,鎳≤0.56%,錫≤0.27%,鈦≤0.30%,鉛≤0.45%,錳≤0.65%,余量為鋁。
優(yōu)選地,由以下重量百分比的組分組成:硅8.0-11.0%,鐵1.2-1.4%,銅2.5-4.5%,鎂0.15-0.65%,鋅≤1.3%,鉻≤0.16%,鎳≤0.56%,錫≤0.27%,鈦≤0.30%,鉛≤0.45%,錳≤0.65%,余量為鋁。
優(yōu)選地,由以下重量百分比的組分組成:硅9-10%,鐵1.2-1.4%,銅3-4%,鎂0.2-0.6%,鋅1.0-1.3%,鉻0.10-0.16%,鎳0.2-0.56%,錫0.1-0.27%,鈦0.1-0.3%,鉛0.2-0.45%,錳0.3-0.65%,余量為鋁。
優(yōu)選地,由以下重量百分比的組分組成:硅8%,鐵1.2%,銅2.5%,鎂0.15%,鋅0.5%,鉻0.05%,鎳0.05%,錫0.05%,鈦0.1%,鉛0.1%,錳0.05%,余量為鋁。
優(yōu)選地,由以下重量百分比的組分組成:硅11%,鐵1.4%,銅4.5%,鎂0.65%,鋅1.3%,鉻0.16%,鎳0.56%,錫0.27%,鈦0.30%,鉛0.45%,錳0.65%,余量為鋁。
優(yōu)選地,由以下重量百分比的組分組成:硅10%,鐵1.3%,銅3%,鎂0.35%,鋅1.1%,鉻0.12%,鎳0.23%,錫0.21%,鈦0.18%,鉛0.35%,錳0.45%,余量為鋁。
優(yōu)選地,由以下重量百分比的組分組成:硅9.5%,鐵1.4%,銅4.0%,鎂0.6%,鋅1.2%,鉻0.14%,鎳0.33%,錫0.26%,鈦0.2%,鉛0.3%,錳0.65%,余量為鋁。
本發(fā)明還提供一種如上所述的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體的制備方法,包括以下步驟:
1)將熔煉爐加熱升溫至600℃以上,按照配比重量將硅、鐵、銅、鎂、鋅、鉻、鎳、錫、鈦、鉛、錳和鋁加入到爐膛內(nèi);
2)繼續(xù)加熱上述混合物料,待混合物料的溫度上升至720℃±10℃時(shí),加入用量為混合物料的0.1%-0.8%的精煉劑進(jìn)行低溫精煉,用鐘罩將精煉劑壓入混合物料液體中進(jìn)行圓周攪拌5-15分鐘,采用99.99%的氬氣進(jìn)行除氣操作3-15分鐘,靜止10-15分鐘準(zhǔn)備壓鑄;
3)將一模兩腔的模具固定在壓鑄機(jī)的動(dòng)定模板上,將模具預(yù)熱至160~250℃,在模具型腔內(nèi)采用自動(dòng)噴霧系統(tǒng)均勻噴上一層水基涂料,涂型厚度為0.005~0.008mm,加熱并保持模具溫度為200~300℃;
4)將步驟3)處理完成的混合物料液體將物料液壓入模具內(nèi),采用10段壓射速度精確控制鋁液,進(jìn)行充型壓鑄,開(kāi)模由機(jī)器人取出鑄件,制得所需的汽車(chē)齒輪箱變速器鋁合金殼體產(chǎn)品的半成品;
5)將步驟(4)中的到的半成品冷卻后進(jìn)行切邊、手工清理、X探傷、拋丸、加工ECM去毛刺、進(jìn)行終清洗烘干和最終檢驗(yàn),得到產(chǎn)品。
進(jìn)一步地,步驟(2)中的精煉劑為三合一精煉劑。
本發(fā)明制造的新型高精密汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體,針對(duì)節(jié)能型、輕量型汽車(chē)中轉(zhuǎn)向器殼體,做到產(chǎn)品壁薄,一體式結(jié)構(gòu),采用小型芯高壓制冷設(shè)備壓鑄模具合理排列,將配制成的物料加入熔煉爐進(jìn)行精煉,把一模兩腔的模具固定在壓鑄機(jī)的動(dòng)定模板上,進(jìn)行壓鑄,使轉(zhuǎn)向器殼體壁變薄,解決高溫抽芯易變形情況,整個(gè)鑄造過(guò)程一次成型,可規(guī)?;a(chǎn)。
本發(fā)明制造的殼體通過(guò)鋁合金成分設(shè)計(jì)與優(yōu)化,鋁合金熔煉過(guò)程加入精煉變質(zhì)劑,在高速壓鑄時(shí),可保證鋁液純凈度和晶粒細(xì)小,提高產(chǎn)品強(qiáng)度。
本發(fā)明制造的殼體采用一模兩腔傾冷室超高速壓鑄方式,模具涂料采用自動(dòng)噴涂,機(jī)器人取件等工藝系統(tǒng)優(yōu)化。
本發(fā)明制造的殼體利用模流分析軟件對(duì)模具系統(tǒng)進(jìn)行模具溫度分布的設(shè)計(jì)和壓鑄系統(tǒng)以及排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì),對(duì)小型抽芯模具排列盡量減少交叉點(diǎn)。
本發(fā)明通過(guò)現(xiàn)代化模擬手段(模流分析),極大降低了開(kāi)發(fā)成本,產(chǎn)品合格率高,鋁液通過(guò)變質(zhì)處理,產(chǎn)品的氣孔和機(jī)械性能優(yōu)于市場(chǎng)同樣產(chǎn)品5%以上,抗拉強(qiáng)度突破300Mpa,合理模具工藝設(shè)計(jì)使得產(chǎn)品充型過(guò)程穩(wěn)定,不僅提高了產(chǎn)品質(zhì)量,同時(shí)很大程度上提高了模具的壽命。產(chǎn)品一次合格率為98%。
本發(fā)明通過(guò)自動(dòng)化的周邊設(shè)備(例如自動(dòng)噴霧系統(tǒng))解決了生產(chǎn)效率低的問(wèn)題,提高近20%產(chǎn)能,同時(shí)降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種以自動(dòng)化為基礎(chǔ)的一套壓鑄加工工藝和對(duì)生產(chǎn)過(guò)程主要影響鑄件缺陷的過(guò)程進(jìn)行調(diào)整和控制的生產(chǎn)方法。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體,由以下重量百分比的組分組成:硅9.5%,鐵1.0%,銅3.5%,鎂0.18%,鋅0.5%,鉻0.05%,鎳0.15%,錫0.27%,鈦0.3%,鉛0.45%,錳0.65%,余量為鋁。
將熔煉爐加熱升溫至600℃以上,按照上述配比重量將硅、鐵、銅、鎂、鋅、鉻、鎳、錫、鈦、鉛、錳和鋁加入到爐膛內(nèi)。繼續(xù)加熱上述混合物料,待混合物料的溫度上升至720℃±10℃時(shí),加入用量為混合物料的0.1%-0.8%的三合一精煉劑進(jìn)行低溫精煉,用鐘罩將三合一精煉劑壓入混合物料液體中進(jìn)行圓周攪拌5-15分鐘,采用99.99%的氬氣進(jìn)行除氣操作3-15分鐘,靜止10-15分鐘準(zhǔn)備壓鑄;將一模兩腔的模具固定在壓鑄機(jī)的動(dòng)定模板上,將模具預(yù)熱至160~250℃,在模具型腔內(nèi)采用自動(dòng)噴霧系統(tǒng)均勻噴上一層水基涂料,涂型厚度為0.005~0.008mm,加熱并保持模具溫度為200~300℃;將上述處理完成的混合物料液體將物料液壓入模具內(nèi),采用10段壓射速度精確控制鋁液,進(jìn)行充型壓鑄,開(kāi)模由機(jī)器人取出鑄件,制得所需的汽車(chē)齒輪箱變速器鋁合金殼體產(chǎn)品的半成品。將上述得到的半成品冷卻后進(jìn)行切邊、手工清理、X探傷、拋丸、加工ECM去毛刺、進(jìn)行終清洗烘干和最終檢驗(yàn),得到產(chǎn)品。
其中,利用模流分析軟件對(duì)模具系統(tǒng)進(jìn)行模具溫度分布的設(shè)計(jì)和壓鑄系統(tǒng)以及排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì),對(duì)小型抽芯模具排列盡量減少交叉點(diǎn)。
與現(xiàn)有的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體產(chǎn)品相比,本實(shí)施例制備的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體通過(guò)現(xiàn)代化模擬手段(模流分析),產(chǎn)品一次合格率為98%,鋁液通過(guò)變質(zhì)處理,氣孔和產(chǎn)品機(jī)械性能優(yōu)于市場(chǎng)同樣產(chǎn)品5%,抗拉強(qiáng)度為300Mpa,通過(guò)自動(dòng)化的周邊設(shè)備解決了生產(chǎn)效率低的問(wèn)題,提高近20%產(chǎn)能。
實(shí)施例2
在本實(shí)施例中,汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體,由以下重量百分比的組分組成:硅9.5%,鐵1.4%,銅4.0%,鎂0.6%,鋅1.2%,鉻0.14%,鎳0.33%,錫0.26%,鈦0.2%,鉛0.3%,錳0.65%,余量為鋁。。
上述汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法得到。
與現(xiàn)有的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體產(chǎn)品相比,本實(shí)施例制備的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體通過(guò)現(xiàn)代化模擬手段(模流分析),產(chǎn)品一次合格率為99%,鋁液通過(guò)變質(zhì)處理,氣孔和產(chǎn)品機(jī)械性能優(yōu)于市場(chǎng)同樣產(chǎn)品8%,抗拉強(qiáng)度為330Mpa,通過(guò)自動(dòng)化的周邊設(shè)備解決了生產(chǎn)效率低的問(wèn)題,提高近20%產(chǎn)能。
實(shí)施例3
在本實(shí)施例中,汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體,由以下重量百分比的組分組成:硅8%,鐵1.2%,銅2.5%,鎂0.15%,鋅0.5%,鉻0.05%,鎳0.05%,錫0.05%,鈦0.1%,鉛0.1%,錳0.05%,余量為鋁。。
上述汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法得到。
與現(xiàn)有的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體產(chǎn)品相比,本實(shí)施例制備的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體通過(guò)現(xiàn)代化模擬手段(模流分析),產(chǎn)品一次合格率為98%,鋁液通過(guò)變質(zhì)處理,氣孔和產(chǎn)品機(jī)械性能優(yōu)于市場(chǎng)同樣產(chǎn)品7%,抗拉強(qiáng)度為315Mpa,通過(guò)自動(dòng)化的周邊設(shè)備解決了生產(chǎn)效率低的問(wèn)題,提高近20%產(chǎn)能。
實(shí)施例4
在本實(shí)施例中,汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體,由以下重量百分比的組分組成:硅11%,鐵1.4%,銅4.5%,鎂0.65%,鋅1.3%,鉻0.16%,鎳0.56%,錫0.27%,鈦0.30%,鉛0.45%,錳0.65%,余量為鋁。
上述汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法得到。
與現(xiàn)有的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體產(chǎn)品相比,本實(shí)施例制備的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體通過(guò)現(xiàn)代化模擬手段(模流分析),產(chǎn)品一次合格率為98%,鋁液通過(guò)變質(zhì)處理,氣孔和產(chǎn)品機(jī)械性能優(yōu)于市場(chǎng)同樣產(chǎn)品6%,抗拉強(qiáng)度為320Mpa,通過(guò)自動(dòng)化的周邊設(shè)備解決了生產(chǎn)效率低的問(wèn)題,提高近20%產(chǎn)能。
實(shí)施例5
在本實(shí)施例中,汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體,由以下重量百分比的組分組成:硅10%,鐵1.3%,銅3%,鎂0.35%,鋅1.1%,鉻0.12%,鎳0.23%,錫0.21%,鈦0.18%,鉛0.35%,錳0.45%,余量為鋁。
上述汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法得到。
與現(xiàn)有的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體產(chǎn)品相比,本實(shí)施例制備的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體通過(guò)現(xiàn)代化模擬手段(模流分析),產(chǎn)品一次合格率為99%,鋁液通過(guò)變質(zhì)處理,氣孔和產(chǎn)品機(jī)械性能優(yōu)于市場(chǎng)同樣產(chǎn)品6%,抗拉強(qiáng)度為300Mpa,通過(guò)自動(dòng)化的周邊設(shè)備解決了生產(chǎn)效率低的問(wèn)題,提高近20%產(chǎn)能。
實(shí)施例1-5中使用的三合一精煉劑可以是型號(hào)為HZ-LGJ、HZ-HSJ、HZ-WNJ的精煉劑,例如由徐州華中鋁業(yè)有限公司生產(chǎn)。
采用上述實(shí)施例1-5中生產(chǎn)制備得到的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體與汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比結(jié)果如下表1所示。
表1本發(fā)明制備的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合余殼體性能與其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比
由此可見(jiàn),本發(fā)明的生產(chǎn)制備得到的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體在各項(xiàng)指標(biāo)上均已達(dá)到并超越技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),且與標(biāo)準(zhǔn)相比氣孔關(guān)鍵面更小,更加卓越的滿(mǎn)足產(chǎn)品設(shè)計(jì)和使用需求。
本發(fā)明的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器齒輪箱變速器鋁合金殼體不僅能夠達(dá)到壁薄,一體式,不易變形的效果,而且能夠保證各軸孔表面光潔度良好。通過(guò)分析能影響產(chǎn)品質(zhì)量的原料選擇、生產(chǎn)設(shè)備對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,以生產(chǎn)過(guò)程中相關(guān)因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響為調(diào)整思路和方法,對(duì)鋁合金材料配合比、壓鑄工藝及模具進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)操作相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù),通過(guò)小試和中試論證各相關(guān)因素以及各參數(shù)的合理、協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的電動(dòng)轉(zhuǎn)向殼體的生產(chǎn)工藝。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并非用來(lái)限定本發(fā)明的實(shí)施范圍;如果不脫離本發(fā)明的精神和范圍,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換,均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍當(dāng)中。