專利名稱：半固態(tài)流變成型生產(chǎn)汽車凸輪軸蓋的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車凸輪軸蓋的成型方法。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)的汽車凸輪軸蓋生產(chǎn)是將漿料直接澆注在熔杯內(nèi)進(jìn)行壓鑄，見(jiàn)圖2，導(dǎo)致材 料成型溫度高；另外，壓鑄模具澆口的截面尺寸較小，對(duì)模具熱沖擊大，導(dǎo)致模具壽命短， 一套模具只能生產(chǎn)50000模凸輪軸蓋，模具就報(bào)廢了。凸輪軸蓋由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，壁厚最厚 處大于10mm，關(guān)鍵位置還需要進(jìn)行機(jī)械加工，壓鑄成型后很難保證不存在大于O. 2mm的氣孔 ，導(dǎo)致凸輪軸蓋廢品率較高，成品率低于60%，每個(gè)凸輪軸蓋都需要采用X射線探傷來(lái)檢測(cè)， 即100%檢査， 一旦漏檢，給安全使用造成隱患。國(guó)外的汽車凸輪軸蓋生產(chǎn)一般采用鍛造成型 ，其成本較高，造價(jià)大約是壓鑄的2倍，并且難以保證其內(nèi)部質(zhì)量和力學(xué)性能，滿足不了工 作環(huán)境的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有汽車凸輪軸蓋的生產(chǎn)方法易導(dǎo)致材料成型溫度高、對(duì)模具熱 沖擊大、模具壽命短，產(chǎn)品內(nèi)存在大量氣孔，滿足不了工作環(huán)境要求，模具成本高、產(chǎn)品質(zhì) 量不穩(wěn)定的問(wèn)題，提供一種半固態(tài)流變成型生產(chǎn)汽車凸輪軸蓋的方法。
本發(fā)明是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的 一、坩堝預(yù)熱將坩堝內(nèi)腔清理干凈，然后預(yù)熱溫度應(yīng) 達(dá)到120 15(TC，將坩堝內(nèi)腔表面涂刷涂料；二、熔煉鋁合金將塊狀或條狀鋁合金表面清 理干凈，放入坩堝里加熱熔化，繼續(xù)加熱至液態(tài)鋁合金的溫度為590士5。C時(shí)，去除液態(tài)鋁合 金中的表面浮渣；三、確定澆口尺寸將原有壓鑄模具上的澆口的截面寬度和高度共增加2 3倍；四、確定模具溫度模具溫度控制在180士5。C范圍內(nèi)；五、鋪設(shè)冷卻板將冷卻板 l傾斜設(shè)置在熔杯2上的進(jìn)料孔2-l上，冷卻板l的傾斜角度a為20 30。，冷卻板l通過(guò)導(dǎo)線 與加熱裝置連接，冷卻板1的溫度控制在536 573'C范圍內(nèi)；六、半固態(tài)流變成型將溫度 為590士5。C的液態(tài)鋁合金澆注在冷卻板上，再進(jìn)入熔杯中，這時(shí)的鋁合金為半固態(tài)漿料，然 后，壓鑄機(jī)對(duì)半固態(tài)漿料進(jìn)行壓射成型，壓射速度為0.2 0.4m/s，壓射力為180 220Mpa; 七、成品取出成型的鋁合金料，自然冷卻后即得到汽車凸輪軸蓋。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是 一、本發(fā)明是在液相和固相溫度區(qū)間內(nèi)成型的一種方法，成型溫度低
于壓鑄溫度，帶入壓鑄模的熱量少，對(duì)模具的熱沖擊小，因此能夠提高模具的使用壽命，同等材料制造的模具可生產(chǎn)8 10萬(wàn)模。半固態(tài)漿料粘度大，充型平穩(wěn)，不易巻入氣體，同時(shí)固相 比例高，最高可達(dá)到60%，凝固收縮小，鑄件不易有氣孔、縮松，并且內(nèi)部組織呈球晶狀態(tài)，力 學(xué)性能好。二、本發(fā)明突破了壓鑄鋁合金ADC12等典型共晶鑄造合金不適合粥狀漿料鑄造的 傳統(tǒng)觀點(diǎn)，解決了以往壓鑄過(guò)程中內(nèi)部存在的氣孔、縮松等質(zhì)量問(wèn)題。三、利用本發(fā)明生產(chǎn) 的汽車凸輪軸蓋廢品率低，不需要探傷檢測(cè)，提高了生產(chǎn)效率。


圖1是具體實(shí)施方式
一的步驟五中冷卻板1傾斜設(shè)置在熔杯進(jìn)料孔2-1的結(jié)構(gòu)示意圖(圖 中標(biāo)記3-2為模具型腔)，圖2是原有汽車凸輪軸蓋生產(chǎn)是將漿料直接澆注在熔杯2內(nèi)的結(jié)構(gòu) 示意圖(圖中標(biāo)記3-2為模具型腔)，圖3是圖1的I局部放大圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1和圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的 一、坩堝預(yù)熱將坩堝內(nèi)腔清理干凈，然后預(yù)熱溫度應(yīng)達(dá)到120 15(TC，將坩堝內(nèi)腔表面涂 刷涂料；二、熔煉鋁合金將塊狀或條狀鋁合金表面清理干凈，放入坩堝里加熱熔化，繼續(xù) 加熱至液態(tài)鋁合金的溫度為590士5。C時(shí)，去除液態(tài)鋁合金中的表面浮渣；三、確定澆口尺寸
:將原有壓鑄模具3上的澆口3-l的截面寬度和高度共增加2 3倍；四、確定模具溫度模具
溫度控制在180士5。C范圍內(nèi)；五、鋪設(shè)冷卻板將冷卻板1傾斜設(shè)置在熔杯2上的進(jìn)料孔2-1 上，冷卻板l的傾斜角度a為20 30。，冷卻板l通過(guò)導(dǎo)線與加熱裝置連接，冷卻板l的溫度 控制在536 573。C范圍內(nèi)；六、半固態(tài)流變成型將溫度為590士5。C的液態(tài)鋁合金澆注在冷 卻板1上，使液態(tài)鋁合金一邊流動(dòng)一邊冷卻，其作用是打碎鋁合金內(nèi)部的枝晶，再進(jìn)入熔杯2 中，這時(shí)的鋁合金為半固態(tài)漿料，然后，壓鑄機(jī)對(duì)半固態(tài)漿料進(jìn)行壓射成型，壓射速度為 0.2 0.4m/s，壓射力為180 220Mpa;七、成品取出成型的鋁合金料，自然冷卻后即得到 汽車凸輪軸蓋。步驟一中的涂料為油性被覆劑，油性被覆劑可以防止坩堝腐蝕；步驟一中坩 堝內(nèi)腔清理干凈，是為除去表面粘附的鐵渣、鋁渣及氧化皮等雜物；為了保證坩堝預(yù)熱溫度 控制的準(zhǔn)確性，可采用日本島電公司生產(chǎn)的具有比例積分微分(PID)調(diào)節(jié)功能的儀表進(jìn)行 爐溫控制。步驟二中的鋁合金采用ADC12鋁合金，ADC12鋁合金是典型的鑄造共晶合金，其半 固態(tài)溫度區(qū)間較窄，只有570-60(TC，傳統(tǒng)觀念認(rèn)為其不適合于半固態(tài)加工，因本發(fā)明方法 涉及到的冷卻板l加了控溫裝置，提高了ADC12鋁合金溫度的控制精度，再加上模具溫度控制 采用模溫機(jī)，控制精度高，保證漿料成型時(shí)在半固態(tài)溫度區(qū)間，使其成型更加順利。步驟三 中的模具澆口截面整體均勻增加至原有模具澆口的2 3倍，可以保證充型平穩(wěn)，不巻入氣體 ，在保障模具的加工精度和合理的結(jié)構(gòu)下，有效的提高模具的使用壽命以及制件的質(zhì)量。步
4驟四中模具溫度是保證成品品質(zhì)的主要因素，模溫由模溫機(jī)控制；模溫機(jī)是用比例積分微分 調(diào)節(jié)對(duì)介質(zhì)進(jìn)行溫控，熱介質(zhì)流經(jīng)模具內(nèi)的通道，模溫高時(shí)帶走熱量，模溫低時(shí)補(bǔ)充熱量， 使模具溫度恒定在180士。C范圍內(nèi)。將步驟五中冷卻板l的傾斜角度a控制在20 30。范圍內(nèi) ，使得液態(tài)鋁合金在冷卻板l上滾動(dòng)時(shí)，其組織充分球化，從而使鋁合金的組織更加致密， 還可保證漿料呈液態(tài)顆粒狀(半固態(tài))順利進(jìn)入壓室，產(chǎn)生足夠的固相。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式的步驟三中的冷卻板l的材質(zhì)為紫銅。紫銅具有足夠的蓄 熱量和導(dǎo)熱性，因此，冷卻板l采用紫銅，使得冷卻板l能快速吸收鋁漿的熱量并保持恒定溫 度，使進(jìn)入熔杯腔中的鋁合金正好處于半固態(tài)狀態(tài)。其它步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式的步驟四中半固態(tài)漿料的溫度為536 573'C。半固態(tài)漿料 在上述溫度范圍內(nèi)是壓鑄成型的最佳溫度。其它步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
權(quán)利要求
1.一種半固態(tài)流變成型生產(chǎn)汽車凸輪軸蓋的方法，其特征在于所述方法是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的一、坩堝預(yù)熱將坩堝內(nèi)腔清理干凈，然后預(yù)熱溫度應(yīng)達(dá)到120～150℃，將坩堝內(nèi)腔表面涂刷涂料；二、熔煉鋁合金將塊狀或條狀鋁合金表面清理干凈，放入坩堝里加熱熔化，繼續(xù)加熱至液態(tài)鋁合金的溫度為590±5℃時(shí)，去除液態(tài)鋁合金中的表面浮渣；三、確定澆口尺寸將原有壓鑄模具(3)上的澆口(3-1)的截面寬度和高度共增加2～3倍；四、確定模具溫度模具溫度控制在180±5℃范圍內(nèi)；五、鋪設(shè)冷卻板將冷卻板(1)傾斜設(shè)置在熔杯(2)上的進(jìn)料孔(2-1)上，冷卻板(1)的傾斜角度(α)為20～30°，冷卻板(1)通過(guò)導(dǎo)線與加熱裝置連接，冷卻板(1)的溫度控制在536～573℃范圍內(nèi)；六、半固態(tài)流變成型將溫度為590±5℃的液態(tài)鋁合金澆注在冷卻板(1)上，再進(jìn)入熔杯(2)中，這時(shí)的鋁合金為半固態(tài)漿料，然后，壓鑄機(jī)對(duì)半固態(tài)漿料進(jìn)行壓射成型，壓射速度為0.2～0.4m/s，壓射力為180～220Mpa；七、成品取出成型的鋁合金料，自然冷卻后即得到汽車凸輪軸蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述半固態(tài)流變成型生產(chǎn)汽車凸輪軸蓋的方法，其 特征在于所述步驟三中的冷卻板(1)的材質(zhì)為紫銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述半固態(tài)流變成型生產(chǎn)汽車凸輪軸蓋的方法，其 特征在于所述步驟四中半固態(tài)漿料的溫度為536 573°C 。
全文摘要
半固態(tài)流變成型生產(chǎn)汽車凸輪軸蓋的方法，它涉及一種汽車凸輪軸蓋的成型方法。本發(fā)明為解決現(xiàn)有汽車凸輪軸蓋的生產(chǎn)方法導(dǎo)致材料成型溫度高、對(duì)模具熱沖擊大、產(chǎn)品內(nèi)存在大量氣孔、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的問(wèn)題。一、坩堝預(yù)熱后內(nèi)腔刷涂料；二、鋁合金表面清理干凈放入坩堝里加熱至590±5℃；三、將原有壓鑄模具上的澆口的截面寬度和高度共增加2～3倍；四、模具溫度為180±5℃；五、冷卻板傾斜設(shè)在進(jìn)料孔上，傾斜角度為20～30°，冷卻板的溫度為536～573℃；六、鋁合金澆注在冷卻板上，再進(jìn)入熔杯中，壓鑄機(jī)對(duì)半固態(tài)漿料進(jìn)行壓射成型；七、取出成型的鋁合金料，自然冷卻后即得到汽車凸輪軸蓋。本發(fā)明用于生產(chǎn)汽車凸輪軸蓋。
文檔編號(hào)B22D17/08GK101664795SQ20091030910
公開(kāi)日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者吉澤升, 王偉東, 密 趙 申請(qǐng)人:哈爾濱吉星機(jī)械工程有限公司