一種汽車(chē)轉(zhuǎn)向器殼體生產(chǎn)的鑄造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁合金汽車(chē)轉(zhuǎn)向器鑄造壓鑄工藝，特別涉及一種汽車(chē)轉(zhuǎn)向器殼體生產(chǎn)的鑄造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)汽車(chē)工業(yè)快速發(fā)展，為汽車(chē)零配件生產(chǎn)和配套企業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。在世界汽車(chē)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中，各國(guó)都在向高質(zhì)量、高可靠性、重量輕、節(jié)能、低成本方向發(fā)展。在材料方面表現(xiàn)為輕量化，用鋁合金代替部分鋼(鐵)件，以達(dá)到汽車(chē)向高質(zhì)量、低成本的發(fā)展的要求；在工藝方面表現(xiàn)為科學(xué)性，用先進(jìn)工藝取代傳統(tǒng)的工藝以達(dá)到提高毛坯精度，減少加工余量，減少原材料消耗，降低成本的目的。要進(jìn)一步擴(kuò)大鋁合金材料在汽車(chē)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力總成系統(tǒng)的運(yùn)用，現(xiàn)有的鋁合金鑄件的制備方法和制造工藝已難以滿足這一要求。目前，傳統(tǒng)的鋁合金高強(qiáng)度鑄件一直是采用重力鑄造或低壓鑄造生產(chǎn)，用這些傳統(tǒng)的工藝制造出的汽車(chē)用鋁合金轉(zhuǎn)向器在外觀呈現(xiàn)冷隔、凹陷、裂紋等不同程度的質(zhì)量問(wèn)題，而在內(nèi)部往往會(huì)出現(xiàn)氣孔、縮孔、針孔等致命的缺陷，從而嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的性能。同時(shí)，因成品率較低，資源和能源利用率低，鋁廢料再生利用率不高，環(huán)境污染嚴(yán)重等缺陷，阻礙了汽車(chē)高速的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種組織致密均勻、氣縮孔小、鑄件外觀良好、生產(chǎn)效率高和生產(chǎn)成本低、強(qiáng)度比較高的鋁合金汽車(chē)轉(zhuǎn)向器鑄造壓鑄工藝。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明包括如下步驟:
1)在熔爐中投入鋁合金原材料。鋁合金材料組成的成份為:8-11% Si, Fe < 1.3%,2.2 ?4% Cu，Μη < 0.55%,0.05 ?0.55% Mg, Ζη < 1.2%, Ni < 0.55%, Pb < 0.1%,Sn < 0.12%，其余為 A1 ；
熔解投料過(guò)程為:先在熔爐中投入純鋁，再按投入的鋁材重量按比例依次投入其它成份。由于不同的投入順序又影響合金與鋁液的結(jié)合能力。所以其它成份要按順序依次投入。其先后順序?yàn)镾i Fe Cu Μη Mg.其它成份可不分先后投入。最終得到標(biāo)準(zhǔn)成份的的合金熔湯材料。主要影響合金性能的為S1:影響合金在模具內(nèi)的流動(dòng)性。Fe:影響合金在模具中的脫模效果。Cu:影響合金的機(jī)械切削性能。Mn Mg:影響合金強(qiáng)度性能。
[0005]2)將鋁合金材料加入集中熔化爐中進(jìn)行熔化，當(dāng)鋁液溫度升溫到720° C以上；首先將通氮?dú)獾匿摴芤烊脘X液底部，并在爐內(nèi)不同位置移動(dòng)，以對(duì)鋁液精煉均勻，精煉時(shí)間5分鐘，氮?dú)鈮毫?.2MPa ;取樣檢測(cè)含氫量，鋁樣密度為2.65-2.75克/立方厘米，由于氫氣在鋁液中的熔解度較高，熔湯內(nèi)的氫氣含量高會(huì)導(dǎo)致鑄件內(nèi)產(chǎn)生氣孔，從而影響鑄件強(qiáng)度，所以每班要對(duì)鋁液進(jìn)行一次精煉；精煉的目的是除去熔湯內(nèi)的氫氣；每次精煉后要使用打渣劑對(duì)爐內(nèi)鋁液打渣一次；使用的打渣劑為行業(yè)內(nèi)通用的打渣劑；打渣劑用量按1公斤/噸鋁液，打渣步奏:⑴打渣工具:公司特制的漏耙、灰耙；⑵對(duì)打渣劑進(jìn)行預(yù)熱，將打渣劑放置在熔煉爐旁烘干，烘40分鐘以上，確認(rèn)打渣劑無(wú)受潮、結(jié)塊現(xiàn)象；⑶將預(yù)先烘干打渣劑均勻撒落在漏耙上，注意打渣劑用量按照按1公斤/噸鋁液M)打開(kāi)熔煉爐門(mén)，用漏耙將打渣劑均勻撒在鋁液表面.作業(yè)員打開(kāi)爐門(mén)時(shí)，必須戴好安全的防護(hù)面具，人員站在爐門(mén)后面確保安全再打開(kāi)爐門(mén)。(5)然后用清渣工具在整個(gè)爐腔里面來(lái)回推動(dòng)、攪拌；(6)攪拌完畢后關(guān)上爐門(mén)靜置15分鐘打開(kāi)爐門(mén)將鋁液表面鋁渣扒到專門(mén)器具內(nèi)，然后將鋁灰運(yùn)到抄灰地；保溫室內(nèi)鋁溫達(dá)到750-770° C才準(zhǔn)備澆注。
[0006]3)熔湯轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)要使用旋轉(zhuǎn)除氣裝置進(jìn)行第二次除氣，旋轉(zhuǎn)除氣首先設(shè)定氮?dú)夤ぷ髁髁繛?.3-0.4 m3/h，輸出轉(zhuǎn)速為300 ± 5轉(zhuǎn)/分鐘，處理時(shí)間為3_4分鐘。確保熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的氫氣去除干凈。
[0007]4)汽車(chē)轉(zhuǎn)向器模具采用一模一腔形式，將模具固定在臥式冷室壓鑄機(jī)上，使用抽真空結(jié)構(gòu)抽出模腔內(nèi)的空氣。抽真空時(shí)要求模腔內(nèi)空氣壓力為-0.9MPa以下才能完全排出模腔內(nèi)空氣。另外模溫機(jī)對(duì)模具預(yù)熱至190?210°C。然后在模具型腔內(nèi)均勻噴上一層脫模劑，涂層厚度10?15微米，再對(duì)模具型腔進(jìn)行吹氣處理.同時(shí)通過(guò)模具內(nèi)設(shè)置的點(diǎn)冷系統(tǒng)對(duì)模具進(jìn)行冷卻，使模具溫度達(dá)到平衡狀態(tài)。
[0008]5)采用機(jī)械手料勺從保溫爐向臥式冷室壓鑄機(jī)的熔杯輸送合金液，壓射沖頭依次按照慢壓射、快壓射和增壓壓射向模具型腔平穩(wěn)推進(jìn)合金液，慢壓射是在鑄造比壓20?25MP下按照0.2?0.3m/s的速度進(jìn)行壓射，低速壓射的目的是使用慢速排出熔杯及模腔內(nèi)的空氣，如果速度過(guò)低，熔湯會(huì)在熔杯內(nèi)過(guò)早冷卻凝固而導(dǎo)致產(chǎn)品成型不良。速度過(guò)高熔湯在向前推進(jìn)的過(guò)程中會(huì)起浪而卷入空氣導(dǎo)致鑄件內(nèi)有氣孔發(fā)生。
[0009]不同內(nèi)厚的鑄件，選擇的高速速度是不一致的。按照轉(zhuǎn)向器殼體基本內(nèi)厚要求及內(nèi)澆口與熔杯直徑的比例關(guān)系，選擇快壓射的鑄造比壓20?25MP，高速速度2.5?3.5m/s進(jìn)行壓射，增壓壓射是在鑄造壓力90~100MP下進(jìn)行壓射以及保壓12-16S，得到高強(qiáng)度高品質(zhì)的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器毛坯.其產(chǎn)品硬度達(dá)到95~105HBW5/250，抗拉強(qiáng)度達(dá)到230~245MPa。
[0010]6)將汽車(chē)轉(zhuǎn)向器放入切邊模上使用切邊機(jī)進(jìn)行切邊，切邊后使用自動(dòng)探傷機(jī)對(duì)內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行全數(shù)檢測(cè)，得到內(nèi)部質(zhì)量合格的鋁合金汽車(chē)轉(zhuǎn)向器。
[0011]優(yōu)化的鋁合金材料成份的重量百分比為:10% Si,0.8% Fe,2.5% Cu，0.17% Μη,0.2% Mg, ΖηΟ.98%，N1.05%，Pb0.06%，Sn0.03%，其余為 A1。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的鋁液處理工藝可以有效去除鋁合金熔液中的雜質(zhì)及有害氣體，提高鋁合金熔液的純凈度，而且減少了鋁合金產(chǎn)品鑄造過(guò)程中易產(chǎn)生裂紋、冷隔、渣孔、縮松等一系列鑄造缺陷，并改善了鋁合金熔液鑄造產(chǎn)品的力學(xué)性能，生產(chǎn)出高強(qiáng)度高品質(zhì)的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器殼體。
[0013]使用本鑄造工藝鑄造出的轉(zhuǎn)向器殼體主要優(yōu)點(diǎn)為:1.零件致密度高。良好的金相組織能降低鑄件斷裂等潛在風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)金相顯示:；2.內(nèi)部孔隙率低，改善了鑄件的機(jī)械性能，改善了零件漏氣的隱患。通過(guò)CT掃描顯示，使用此鑄造工藝壓鑄出來(lái)的零件內(nèi)部孔隙率只有3%左右，而一般鑄件孔隙率只能保證在5%左右。
[0014]本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于鋁合金汽車(chē)轉(zhuǎn)向器殼體的壓鑄制造領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明產(chǎn)品的金相圖片。
[0016]圖2為本發(fā)明產(chǎn)品的零件孔隙率照片。
[0017]圖3、4為本發(fā)明慢壓射時(shí)不同速度時(shí)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]按