本發(fā)明涉及壓鑄領(lǐng)域，更具體地，涉及一種高強度低孔隙率電動轉(zhuǎn)向殼體的擠壓壓鑄工藝。

背景技術(shù)：

隨著電動助力的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的普及，轉(zhuǎn)向機殼體的產(chǎn)能要求也越來越高，同時在汽車市場降低成本和輕量化影響下，壓鑄鋁合金的使用以及零部件的重量設計趨向于保持減重的同時要求更高的產(chǎn)品強度，以確保汽車輕量化的同時安全性能更高。上述技術(shù)標準表現(xiàn)在轉(zhuǎn)向機殼體的鑄件質(zhì)量上就是關(guān)鍵受力部位的內(nèi)部孔隙率在3％以下，同時無縮孔出現(xiàn)。

現(xiàn)有技術(shù)中，轉(zhuǎn)向機受力部位采用冷卻水方式冷卻以確保孔隙率和內(nèi)部質(zhì)量。但是由于輕量化設計導致大部分壁厚在4mm左右，這使得產(chǎn)品局部的孔之間的連接部分存在局部壁厚偏大的問題，這樣壓鑄澆口無法將壓鑄時的增壓傳遞到孔之間的連接部分，導致孔隙率不達標且存在縮孔。這樣的產(chǎn)品合格率不高，內(nèi)部質(zhì)量差，安全性降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述已有技術(shù)中存在的不足，提供一種高強度低孔隙率電動轉(zhuǎn)向殼體的擠壓壓鑄工藝。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

根據(jù)本發(fā)明，提供一種高強度低孔隙率電動轉(zhuǎn)向殼體的擠壓壓鑄工藝，包括以下步驟：

(1)將物料硅Si、鎂Mg、鐵Fe、銅Cu、錳Mn、鎳Ni、鋅Zn、鉛Pb、錫Sn、鈦Ti、鉻Cr和鋁Al按照重量比加入至壓鑄熔煉爐中；

(2)壓鑄熔煉爐的熔煉溫度設置為700-750℃，開始升溫，且當壓鑄熔煉爐溫度升至710℃以上時，添加加入量為物料總重量的0.3-0.5％的精煉劑進行精煉；

(3)在步驟(2)中的加入精煉劑的同時，采用除氣機進行除氣操作10-20分鐘，取樣，使用光譜分析設備對樣品進行成分檢測，成分合格后靜止10-15分鐘準備壓鑄；

(4)將帶有局部擠壓裝置的模具固定到壓鑄機上，接通模溫機對模具溫度進行實時控制且模具上使用時水冷卻措施進行局部降溫，將模具溫度控制在130-200℃之間；帶有局部擠壓裝置的模具包括第一模具、第二模具和局部擠壓裝置，所述局部擠壓裝置穿過所述第二模具中，且所述局部擠壓裝置的一端設置在所述第一模具和所述第二模具形成的型腔內(nèi)；局部擠壓裝置作用于壓鑄件的孔之間的連接部分；所述局部擠壓裝置包括擠壓銷、油缸和擠壓套，所述油缸推動所述擠壓銷移動；

(5)在模具腔內(nèi)采用自動噴霧系統(tǒng)在腔內(nèi)均勻噴涂涂料，加熱并保持模具溫度在180-250℃之間；

(6)將步驟(3)中熔煉完成的物料液壓入模具內(nèi)，準備進行壓鑄；

(7)在物料充滿型腔后呈現(xiàn)半凝固狀態(tài)時，通過油缸推動擠壓銷將孔之間的連接部分的半凝固物料擠壓緊密，進行最終壓鑄。

進一步地，壓鑄件的孔之間的連接部分內(nèi)設置有預制孔，擠壓銷擠壓在預制孔內(nèi)。

進一步地，擠壓銷的直徑和預制孔的孔深比值為2∶1。

進一步地，步驟(1)的各物料的重量百分比為7-10％的Si，0.05-0.55％的Mg，0-1.5％的Fe，2.0-4.0％的Cu，0-0.55％的Mn，0-0.55％的Ni，0-1.2％的Zn，0-0.35％的Pb，0-0.25％的Sn；0-0.25％的Ti，0-0.15％的Cr，其余為Al。

進一步地，步驟(5)中使用的自動噴霧系統(tǒng)采用仿形模板控制模具的自動噴涂效果。

進一步地，步驟(3)中的除氣采用99.99％的氬氣。

本發(fā)明的有益效果是：

1)為了解決輕量化后鋁合金鑄件內(nèi)部孔隙率和強度問題，本發(fā)明的壓鑄工藝在模具結(jié)構(gòu)設計時采用了局部擠壓裝置，即將壁較厚的孔之間的連接部分(壓鑄壓力不能傳遞到的部分)進行擠壓。采用特殊模具設計結(jié)構(gòu)，在混合物料充滿型腔后呈現(xiàn)半凝固狀態(tài)時，通過油缸推動擠壓銷將壁較厚的孔之間的連接部分擠壓緊密，從而避免縮孔缺陷，孔隙率可以控制在3％以內(nèi)；并且使得壓鑄件內(nèi)部組織更細密，大大提升了產(chǎn)品強度。

2)本發(fā)明的擠壓壓鑄工藝中的擠壓銷不采用普通的平面擠壓方式，而是將擠壓銷擠壓在預制孔內(nèi)，這樣擠壓銷能夠更加深入到壓鑄件內(nèi)部進行擠壓。

3)本發(fā)明的擠壓壓鑄工藝中擠壓銷的直徑和預制孔的孔深比值為2∶1，以確保壁較厚的孔之間的連接部分的受力較為均勻，即均勻的向內(nèi)和向四周的力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的帶有局部擠壓裝置的模具的示意圖；

圖2A是未經(jīng)過擠壓工藝的壓鑄件的組織結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2B是經(jīng)過擠壓工藝的壓鑄件的組織結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記：

1第一模具、2第二模具、3油缸、4擠壓銷、5壓鑄件。

具體實施方式

實施例1

本發(fā)明提供一種高強度低孔隙率電動轉(zhuǎn)向殼體的擠壓壓鑄工藝，包括以下步驟：

(1)將各物料按重量百分比為8％的Si，0.45％的Mg，1.0％的Fe，3.0％的Cu，0.40％的Mn，0.35％的Ni，1.0％的Zn，0.25％的Pb，0.20％的Sn；0.15％的Ti，0.10％的Cr，其余為Al加入至壓鑄熔煉爐中；

(2)壓鑄熔煉爐的熔煉溫度設置為700-750℃，開始升溫，且當壓鑄熔煉爐溫度升至710℃以上時，添加加入量為物料總重量的0.3-0.5％的精煉劑進行精煉；

(3)在步驟(2)中的加入精煉劑的同時，采用除氣機(99.99％的氬氣)進行除氣操作10-20分鐘，取樣，使用光譜分析設備對樣品進行成分檢測，成分合格后靜止10-15分鐘準備壓鑄；

(4)將帶有局部擠壓裝置的模具固定到壓鑄機上，接通模溫機對模具溫度進行實時控制且模具上使用時水冷卻措施進行局部降溫，水壓為5-6Mpa，將模具溫度控制在130-200℃之間；帶有局部擠壓裝置的模具包括第一模具1、第二模具2和局部擠壓裝置，局部擠壓裝置穿過第二模具2中，且局部擠壓裝置的一端設置在第一模具1和第二模具2形成的型腔內(nèi)；局部擠壓裝置包括擠壓銷4、油缸3和擠壓套，油缸3推動擠壓銷4移動；局部擠壓裝置作用于壓鑄件的孔之間的連接部分；壓鑄件的孔之間的連接部分內(nèi)設置有預制孔，擠壓銷4擠壓預制孔內(nèi)，擠壓銷4的直徑和預制孔的孔深比值為2∶1(如圖1所示)。

(5)在模具腔內(nèi)采用自動噴霧系統(tǒng)在腔內(nèi)均勻噴涂涂料，自動噴霧系統(tǒng)采用仿形模板控制模具的自動噴涂效果，加熱并保持模具溫度在180-250℃之間；

(6)將步驟(3)中熔煉完成的物料液壓入模具內(nèi)，準備進行壓鑄；

(7)在物料充滿型腔后呈現(xiàn)半凝固狀態(tài)時，通過油缸3推動擠壓銷4將孔之間的連接部分的半凝固物料擠壓緊密，進行最終壓鑄：采用直徑為180mm的油缸，油缸3采用信號連接實現(xiàn)與壓鑄機聯(lián)動，確保每次擠壓時機和保壓時間一致。擠壓銷4的錐度設計為2°，確保不易被拉斷。

將步驟(7)中得到的半成品從壓鑄機中自動取出，冷卻后進行切邊、清理、拋丸、加工、高壓清洗去毛刺、ECM去毛刺、超聲波清洗，檢測合格后，進行終清洗烘干和最終檢驗，得到產(chǎn)品。

如圖2A和2B所示，未經(jīng)過擠壓壓鑄工藝處理的壓鑄件5的組織結(jié)構(gòu)(圖2A)要比經(jīng)過擠壓壓鑄工藝處理的壓鑄件5的組織結(jié)構(gòu)(圖2B)疏松，經(jīng)過擠壓銷4的擠壓，壓鑄件5的組織結(jié)構(gòu)致密，從而避免縮孔缺陷，大大提升了產(chǎn)品強度。

實施例2

在本實施例中，高強度低孔隙率電動轉(zhuǎn)向殼體，由以下重量百分比的組分組成：7％的Si，0.05％的Mg，0.5％的Fe，2.0％的Cu，0.1％的Mn，0.25％的Ni，0.2％的Zn，0.33％的Pb，0.15％的Sn；0.15％的Ti，0.06％的Cr，余量為Al。

上述高強度低孔隙率電動轉(zhuǎn)向殼體通過與實施例1相同的方法得到。

實施例3

在本實施例中，高強度低孔隙率電動轉(zhuǎn)向殼體，由以下重量百分比的組分組成：10％的Si，0.55％的Mg，1.5％的Fe，4.0％的Cu，0.55％的Mn，0.55％的Ni，1.2％的Zn，0.35％的Pb，0.25％的Sn；0.25％的Ti，0.15％的Cr，余量為Al。

上述高強度低孔隙率電動轉(zhuǎn)向殼體通過與實施例1相同的方法得到。

實施例1-3中使用的精煉劑可以是型號為HYJD-1F HYJD-2F的精煉劑，例如由中山華鈺有色冶金材料有限公司生產(chǎn)。

采用上述實施例1-3中生產(chǎn)制備得到的高強度低孔隙率電動轉(zhuǎn)向殼體對比結(jié)果如下表1所示。

表1本發(fā)明制備的高強度低孔隙率電動轉(zhuǎn)向殼體性能對比

由此可見，本發(fā)明的擠壓壓鑄方法制備的高強度低孔隙率電動轉(zhuǎn)向殼體的各項指標均超過現(xiàn)有技術(shù)制造的高強度低孔隙率電動轉(zhuǎn)向殼體所能達到的性能指標。采用特殊模具設計結(jié)構(gòu)，在混合物料充滿型腔后呈現(xiàn)半凝固狀態(tài)時，通過油缸推動擠壓銷將壁較厚的孔之間的連接部分擠壓緊密，從而避免縮孔缺陷，孔隙率可以控制在3％以內(nèi)；并且使得壓鑄件內(nèi)部組織更細密，大大提升了產(chǎn)品強度。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；如果不脫離本發(fā)明的精神和范圍，對本發(fā)明進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍當中。