一種薄壁鋁合金汽車發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋的擠壓壓鑄方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種薄壁鋁合金汽車發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋的擠壓壓鑄方法，其適于獲得氣密性和致密性較好、產(chǎn)品合格率較高、形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜且薄壁的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋。所述擠壓壓鑄方法的擠壓壓鑄的步驟包括：采用定量澆杯從保溫爐向壓鑄機(jī)料筒室輸送鋁合金液，擠壓壓鑄機(jī)沖頭向模具型腔平穩(wěn)推進(jìn)鋁合金液，該推進(jìn)鋁合金液的過(guò)程依次包括三個(gè)階段：第一階段為擠壓壓鑄速度，推進(jìn)行程占全程的50-60%，以使料缸空氣逃逸，合金液慢速進(jìn)入至模腔中段，讓空氣逃逸和減少裹氣；第二階段：為臥式壓鑄機(jī)的壓鑄速度，推進(jìn)行程占全程的33-43%，以快速壓射使產(chǎn)品完全充型，通過(guò)快速成型以解決冷隔；第三階段：保壓補(bǔ)縮而壓實(shí)晶粒，獲得鑄件毛坯。
【專利說(shuō)明】一種薄壁鋁合金汽車發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋的擠壓壓鑄方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鑄造領(lǐng)域，具體涉及一種薄壁鋁合金件的擠壓壓鑄方法，尤其是汽車 發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋、氣缸蓋、氣缸罩蓋等的擠壓壓鑄方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 為了節(jié)能降耗、減少?gòu)U氣排放、提高駕乘舒適度和車輛力學(xué)性能，現(xiàn)在汽車正在向 輕量化方向發(fā)展。從結(jié)構(gòu)材料的角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)車輛輕量化的主要手段是采用具有高比性 能（比強(qiáng)度和比剛度）的輕質(zhì)材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料。鋁合金材料，具有價(jià)格低、高比性能、突 出的阻尼減振性能等特點(diǎn)。將鋁合金用于汽車結(jié)構(gòu)，能降低車輛自重及燃油消耗，降低車 輛的振動(dòng)和噪聲，提高車輛的加減速動(dòng)力學(xué)特性，既能達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的，又能較顯著改 善車輛的駕乘舒適度。鋁合金在汽車上的應(yīng)用越來(lái)越多，主要是采用鑄造或壓鑄生產(chǎn)的一 些的殼體型零件和壁厚較大的功能件，如車架、泵體、油底殼、氣閥室蓋、氣閥室、輪轂、機(jī)濾 座、燃油座等。
[0003] 對(duì)于薄壁鋁合金汽車發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋，目前多數(shù)采用鋁合金傳統(tǒng)壓鑄方法生產(chǎn)，采 用這些傳統(tǒng)的工藝制造出的發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋在外觀呈現(xiàn)冷隔、凹陷、裂紋等不同程度的缺陷， 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)品的氣密性能，阻 礙了汽車輕量化、環(huán)?；陌l(fā)展。即，傳統(tǒng)壓鑄機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)復(fù)雜件、薄壁件時(shí)，成型能力 好，適用范圍廣，但無(wú)法有效解決壓鑄件的氣孔，縮孔，疏松問(wèn)題，導(dǎo)致氣密性要求高的產(chǎn)品 合格率偏低。
[0004] 擠壓技術(shù)一般用于產(chǎn)品內(nèi)部組織致密性和無(wú)明顯氣泡要求較高的、形狀結(jié)構(gòu)相對(duì) 較簡(jiǎn)單的、厚壁結(jié)構(gòu)件(壁厚一般大于5mm)，對(duì)成型形狀復(fù)雜、壁厚較薄、外觀、光澤有一定 要求的薄壁壓鑄件(壁厚一般小于3_)就很難獲得。而常規(guī)的冷室高壓壓鑄又無(wú)法有效解 決制品氣泡較多、致密性較低等問(wèn)題。
[0005] 采用鋁合金擠壓鑄造生產(chǎn)上述薄壁鋁合金汽車發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋，也存在局限性，一 是壓射速度慢導(dǎo)致充型能力不足，復(fù)雜的鑄件不能很好充型；二是軸向（厚度）尺寸精度低。 艮P，傳統(tǒng)擠壓鑄造優(yōu)點(diǎn)是能有效解決壓鑄機(jī)的氣密性問(wèn)題，能從源頭解決氣孔，縮孔疏松產(chǎn) 生的條件，但是缺點(diǎn)是充型能力不足，復(fù)雜件，薄壁件不能有效成型。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種薄壁鋁合金件的擠壓壓鑄方法，該方法適 于獲得氣密性和致密性較好、產(chǎn)品合格率較高、形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜且薄壁的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋、 氣缸蓋、氣缸罩蓋等。
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的薄壁鋁合金件的擠壓壓鑄方法，包括擠壓壓 鑄的步驟；該步驟包括：采用定量澆杯從保溫爐向壓鑄機(jī)料筒室輸送鋁合金液，擠壓壓鑄 機(jī)沖頭向模具型腔平穩(wěn)推進(jìn)鋁合金液，該推進(jìn)鋁合金液的過(guò)程依次包括三個(gè)階段：
[0008] 第一階段：沖頭以300-400mm/S的速度推進(jìn)（即為擠壓壓鑄速度)，推進(jìn)行程占全 程的50-60%，以使料缸空氣逃逸，合金液慢速進(jìn)入至模腔中段，讓空氣逃逸和減少裹氣；
[0009] 第二階段：沖頭以大于1000mm/s (優(yōu)選2000-3000mm/s，即為臥式壓鑄機(jī)的壓鑄速 度）的速度推進(jìn)，推進(jìn)行程占全程的33-43%，以快速壓射使產(chǎn)品完全充型，通過(guò)快速成型以 解決冷隔；
[0010] 第三階段：沖頭以200mm/s的低速推進(jìn)余段，以保壓補(bǔ)縮而壓實(shí)晶粒；并在延遲 5-8秒后在澆口處補(bǔ)壓，為澆口高溫區(qū)補(bǔ)縮，獲得鑄件毛坯。
[0011] 推進(jìn)鋁合金液的過(guò)程中，擠壓鑄造工藝參數(shù)為：擠壓壓力為20_30MPa，保壓時(shí)間 15-20s〇
[0012] 作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述擠壓壓力為25_26MPa，保壓時(shí)間17s。
[0013] -種薄壁錯(cuò)合金汽車發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋、氣缸蓋、或氣缸罩蓋的擠壓壓鑄方法，其包括 上述擠壓壓鑄的步驟。
[0014] -種薄壁錯(cuò)合金汽車發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋、氣缸蓋、或氣缸罩蓋，其由上述擠壓壓鑄方法 制成。
[0015] 本發(fā)明的技術(shù)效果：
[0016] (1)本發(fā)明的薄壁鋁合金件(尤其是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋、氣缸蓋、或氣缸罩蓋）的擠 壓壓鑄方法，采用擠壓壓鑄工藝，集合了傳統(tǒng)壓鑄和擠壓壓鑄的各自優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，優(yōu)化熔煉和 擠壓壓鑄的工藝參數(shù)，使得制造而成的復(fù)雜薄壁汽車發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋具有更好的氣密性。因 此，該方法能提高產(chǎn)品合格率至95%以上(傳統(tǒng)工藝的產(chǎn)品合格率為40%)，實(shí)現(xiàn)資源和能源 的低消耗，促使經(jīng)濟(jì)效益的提高；
[0017] ( 2 )本發(fā)明的擠壓壓鑄是為了解決普通壓鑄和傳統(tǒng)擠壓鑄造(液態(tài)模鍛)兩項(xiàng)技術(shù) 存在的主要問(wèn)題，集合了兩項(xiàng)工藝的優(yōu)勢(shì)提出來(lái)的，也就是在擠壓鑄造設(shè)備上用相當(dāng)于普 通壓鑄的高速高壓參數(shù)快速壓射成型后末端用擠壓工藝縮補(bǔ)產(chǎn)品，具有較好的市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì) 價(jià)值；
[0018] (3)本發(fā)明的擠壓壓鑄的工藝特征是：普通壓鑄充型，擠壓鑄造補(bǔ)縮。它是在壓鑄 充型之后通過(guò)增加擠壓補(bǔ)縮工藝，以解決傳統(tǒng)壓鑄普遍存在的氣密性(主要是縮孔與縮松） 質(zhì)量問(wèn)題，消除各種收縮性缺陷。也可說(shuō)是在擠壓壓鑄機(jī)上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜薄壁件成型的技術(shù)；
[0019] (4)采用本發(fā)明的擠壓壓鑄方法制成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋、氣缸蓋、或氣缸罩蓋的技 術(shù)效果為：1)、氣密性合格率：目前向主機(jī)廠所供同類產(chǎn)品的供應(yīng)商有三家，其中江蘇揚(yáng)州 **公司氣密性檢測(cè)一次性通過(guò)合格率為80%-85%，湖北十堰**公司合格率為85%-90%，他們 均為采用1250T傳統(tǒng)壓鑄機(jī)配合真空壓鑄技術(shù)工藝生產(chǎn)，而本公司采用該發(fā)明技術(shù)工藝后 氣密性檢測(cè)一次性合格率保持在97%-99%之間。2)、氣密性檢測(cè)泄漏量：主機(jī)廠對(duì)該產(chǎn)品的 泄漏判定標(biāo)準(zhǔn)為彡3ml/min，前兩家的合格品一般在2. 0-3. 0之間，而本公司產(chǎn)品檢測(cè)數(shù)值 一般在0. 5-1. 5之間。所以，如果是對(duì)要求更嚴(yán)格的高壓氣密性產(chǎn)品，本技術(shù)產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì) 就更明顯了。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：
[0021] 圖1是傳統(tǒng)壓鑄工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品的探傷照片，其存在大量氣孔和疏松；
[0022] 圖2是傳統(tǒng)壓鑄工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品的另一探傷照片，其存在大量氣孔和疏松
[0023] 圖3是傳統(tǒng)壓鑄工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品的另一探傷照片，其存在大量氣孔和疏松；
[0024] 圖4是傳統(tǒng)壓鑄工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品的另一探傷照片，其存在大量氣孔和疏松；
[0025] 圖5是采用本發(fā)明的擠壓壓鑄方法生產(chǎn)的產(chǎn)品的探傷照片，其無(wú)明顯的氣孔和疏 松；
[0026]
[0027] 圖6是采用本發(fā)明的擠壓壓鑄方法生產(chǎn)的產(chǎn)品的另一探傷照片，其無(wú)明顯的氣孔 和疏松；
[0028] 圖7是采用本發(fā)明的擠壓壓鑄方法生產(chǎn)的產(chǎn)品的另一探傷照片，其無(wú)明顯的氣 孔和疏松；
[0029] 圖8是采用本發(fā)明的擠壓壓鑄方法生產(chǎn)的產(chǎn)品的另一探傷照片，其無(wú)明顯的氣孔 和疏松；
[0030] 圖9是采用本發(fā)明的擠壓壓鑄方法生產(chǎn)的產(chǎn)品的另一探傷照片，其無(wú)明顯的氣孔 和疏松；
[0031] 圖10是采用本發(fā)明的擠壓壓鑄方法生產(chǎn)的產(chǎn)品的另一探傷照片，其無(wú)明顯的氣 孔和疏松。

【具體實(shí)施方式】
[0032] 實(shí)施例I (1250T臥室擠壓機(jī)生產(chǎn)鑄件）
[0033] 本實(shí)施例的薄壁鋁合金汽車發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋的擠壓壓鑄方法，包括：如下步驟：
[0034] 1)材料成分：鋁合金材料組分的重量百分比為：9. 6-12% Si, 1.5-3. 5% Cu, Mg^O. 3%,Mn^0. 5,Fe^ I. 3%,Zn^ l%,Ni ^0. 5%,Sn^0. 3%,Pb^0. 3,Ti ^0. 2, 其余為Al。
[0035] 2)熔煉：將鋁合金材料投放到坩堝爐中，使鋁液溶解溫度達(dá)到720°C _750°C，每爐 投放一個(gè)除氣劑和300克除渣劑，10分鐘后精煉完成，控制出湯溫度保持在720°C _750°C， 運(yùn)轉(zhuǎn)至保溫爐后，控制鋁液溫度在670°C _680°C。（作為一種變型的方案，熔煉：將鋁合金材 料新料和舊料按50%: 50%投放到坩堝爐中，使鋁液溶解溫度達(dá)到720°C _750°C，每爐投放一 個(gè)除氣劑和300克除渣劑，10分鐘后精煉完成，控制出湯溫度保持在720°C _750°C，運(yùn)轉(zhuǎn)至 保溫爐后，控制鋁液溫度在670°C _680°C。）
[0036] 3)準(zhǔn)備模具：將模具固定在擠壓鑄造機(jī)上，首先將料筒預(yù)熱3次(用鋁液 670-690°C，送入料筒，30-60S后凝固，手動(dòng)頂出后再送入鋁液)，開(kāi)通冷卻水，使得模具達(dá)到 熱平衡150-180°C，每次出模后在模具型腔內(nèi)均勻噴上一層脫模劑，脫模劑稀釋比為1:80， 脫模劑涂層的厚度為20-25微米。所述脫模劑牌號(hào)為華野935。
[0037] 4)擠壓壓鑄：采用定量澆杯從保溫爐向壓鑄機(jī)料筒室輸送鋁合金液，擠壓壓鑄機(jī) 沖頭向模具型腔平穩(wěn)推進(jìn)合金液，此后的成型過(guò)程主要分三個(gè)不同速度的三個(gè)階段：1、料 缸空氣逃逸后合金液慢速進(jìn)入至模腔中段、2、快速壓射使產(chǎn)品完全充型、3、慢速保壓壓實(shí) 結(jié)晶，并在延遲5-8秒后加局部補(bǔ)壓。即在慢進(jìn)腔-快充型-慢擠壓+補(bǔ)壓的參數(shù)設(shè)定下 完成700mm的全程壓鑄過(guò)程。調(diào)節(jié)擠壓鑄造工藝參數(shù)為：擠壓壓力為25-26MPa，沖頭擠壓速 度分段調(diào)節(jié)，第一段，以300-400mm/s的速度（即為擠壓壓鑄速度）緩慢推進(jìn)占全程的55%， 讓空氣逃逸和減少裹氣；第二段，以2000mm/s的速度（即為臥式壓鑄機(jī)的壓鑄速度)，推進(jìn) 占全程的38%，快速成型以解決冷隔；第三段，以200mm/s的低速，推進(jìn)余段，以保壓補(bǔ)縮而 壓實(shí)晶粒；局部加壓在延遲5s后實(shí)施，主要為澆口高溫區(qū)補(bǔ)縮。這樣完成薄壁鋁合金汽車 發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋的鑄造過(guò)程，獲得組織致密的鑄件毛坯。
[0038] 1250T臥室擠壓機(jī)生產(chǎn)上述鑄件的參數(shù)
[0039]

【權(quán)利要求】
1. 一種薄壁鋁合金件的擠壓壓鑄方法，包括擠壓壓鑄的步驟；其特征在于該擠壓壓鑄 的步驟包括：采用定量澆杯從保溫爐向壓鑄機(jī)料筒室輸送鋁合金液，擠壓壓鑄機(jī)沖頭向模 具型腔平穩(wěn)推進(jìn)鋁合金液，該推進(jìn)鋁合金液的過(guò)程依次包括三個(gè)階段： 第一階段：沖頭以300-400mm/s的速度推進(jìn)（即為擠壓壓鑄速度)，推進(jìn)行程占全程的 50-60%，以使料缸空氣逃逸，合金液慢速進(jìn)入至模腔中段，讓空氣逃逸和減少裹氣； 第二階段：沖頭以大于l〇〇〇mm/s (優(yōu)選2000-3000mm/s，即為臥式壓鑄機(jī)的壓鑄速度） 的速度推進(jìn)，推進(jìn)行程占全程的33-43%，以快速壓射使產(chǎn)品完全充型，通過(guò)快速成型以解決 冷隔； 第三階段：沖頭以200mm/s的低速推進(jìn)余段，以保壓補(bǔ)縮而壓實(shí)晶粒，獲得鑄件毛坯。
2. 如權(quán)利要求1所述的擠壓壓鑄方法，其特征在于：完成所述第三階段后，延遲5-8 秒，然后在澆口處補(bǔ)壓，為澆口高溫區(qū)補(bǔ)縮。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的擠壓壓鑄方法，其特征在于：推進(jìn)鋁合金液的過(guò)程中，擠壓 鑄造工藝參數(shù)為：擠壓壓力為20-30MPa，保壓時(shí)間15-20s。
4. 如權(quán)利要求3所述的擠壓壓鑄方法，其特征在于：所述擠壓壓力為25-26MPa，保壓時(shí) 間 17s。
5. -種薄壁鋁合金汽車發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋、氣缸蓋、或氣缸罩蓋的擠壓壓鑄方法，其包括如 權(quán)利要求1所述的擠壓壓鑄的步驟。
6. -種薄壁鋁合金汽車發(fā)動(dòng)機(jī)泵體蓋氣缸蓋、或氣缸罩蓋，其由如權(quán)利要求1所述的 擠壓壓鑄方法制成。
【文檔編號(hào)】B22D17/08GK104384471SQ201310391347
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】束榮輝, 陳革新 申請(qǐng)人:束榮輝