一種汽車渦輪增壓器殼體及其制備方法與流程

文檔序號(hào)：12457901閱讀：917來源：國知局

導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>金屬材料;冶金;鑄造;磨削;拋光設(shè)備的制造及處理,應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明涉及壓鑄領(lǐng)域，更具體地，涉及一種汽車渦輪增壓器殼體及其制備方法。

背景技術(shù)：

由于鋁合金的低密度、柔性地強(qiáng)度設(shè)計(jì)、鑄造性、切削性、耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，適用于鑄造汽車零配件，通常采用高速壓鑄技術(shù)進(jìn)行汽車配件的生產(chǎn)，而目前高速壓鑄技術(shù)生產(chǎn)的壓鑄件，組織內(nèi)易存在氣孔，對(duì)于產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量及內(nèi)部孔隙率要求非常高的要求普通高速壓鑄工藝無法滿足汽配產(chǎn)品孔隙率要求。

針對(duì)鋁合金的特性，開發(fā)低孔隙率，耐承受力高，質(zhì)量輕型，迎合了汽車輕量化的需求，為發(fā)展國產(chǎn)輕量化汽車開發(fā)提供了優(yōu)質(zhì)的零部件。因此，該產(chǎn)品具有良好的市場(chǎng)前景。

汽車的渦輪增壓器產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)為：產(chǎn)品壁厚3.5-4.0mm，組織相結(jié)構(gòu)均勻、氣孔關(guān)鍵面要求＜0.2mm，表面光潔度為Ra 3.2。該產(chǎn)品對(duì)氣孔的要求極高，所以，一種產(chǎn)品合格率高，成本低廉的汽車渦輪增壓器殼體及其制備方法是需要的。

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，提供一種汽車渦輪增壓器殼體及其制備方法，改善了原有薄壁渦輪增壓器殼體產(chǎn)品氣孔過大的弊端。

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：

根據(jù)本發(fā)明，提供一種汽車渦輪增壓器殼體，由以下重量百分比的組分組成：硅8.0-11.0％，鐵≤1.3％，銅2.0-4.0％，鎂0.05-0.55％，鋅≤1.2％，鉻≤0.15％，鎳≤0.55％，錫≤0.25％，鈦≤0.25％，鉛≤0.35％，錳≤0.55％，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0.5-1.3％，銅2.0-4.0％，鎂0.05-0.55％，鋅≤1.2％，鉻≤0.15％，鎳≤0.55％，錫≤0.25％，鈦≤0.25％，鉛≤0.35％，錳≤0.55％，余量為鋁。

優(yōu)選地，由以下重量百分比的組分組成：硅8.5-10.5％，鐵0.5-1.3％，銅2.5-4.0％，鎂0.10-0.55％，鋅1.0-1.2％，鉻0.05-0.15％，鎳0.05-0.55％，錫0.10-0.25％，鈦0.15-0.25％，鉛0.15-0.35％，錳0.2-0.55％，余量為鋁。

優(yōu)選地，由以下重量百分比的組分組成：硅9％，鐵1.3％，銅4.0％，鎂0.55％，鋅1.1％，鉻0.10％，鎳0.35％，錫0.25％，鈦0.25％，鉛0.35％，錳0.55％，余量為鋁。

優(yōu)選地，由以下重量百分比的組分組成：硅8.5％，鐵0.5％，銅2.5％，鎂0.10％，鋅1.0％，鉻0.05％，鎳0.05％，錫0.10％，鈦0.15％，鉛0.15％，錳0.2％，余量為鋁。

優(yōu)選地，由以下重量百分比的組分組成：硅10.5％，鐵1.3％，銅4.0％，鎂0.55％，鋅1.2％，鉻0.15％，鎳0.55％，錫0.25％，鈦0.25％，鉛0.35％，錳0.55％，余量為鋁。

優(yōu)選地，由以下重量百分比的組分組成：硅11.0％，鐵1.25％，銅4.0％，鎂0.55％，鋅1.2％，鉻0.15％，鎳0.35％，錫0.15％，鈦0.20％，鉛0.30％，錳0.55％，余量為鋁。

本發(fā)明還提供一種如上所述的汽車渦輪增壓器殼體的制備方法，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)將一模一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)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120-180℃；

4)將步驟3)處理完成的混合物料液體壓入模具內(nèi)，進(jìn)行超低速壓鑄，壓鑄完成后，動(dòng)定模開模取出鑄件，制得所需的汽車渦輪增壓器殼體產(chǎn)品。

進(jìn)一步地，步驟4)中超低速壓鑄的工藝參數(shù)為：系統(tǒng)壓力為12-15MPa，增壓時(shí)間為10s，吹氣時(shí)間為3～5s，冷卻時(shí)間設(shè)計(jì)為5-15s，鑄件留模時(shí)間設(shè)定為20～30s。

進(jìn)一步地，步驟3)中模具上設(shè)置有鑲塊和與所述產(chǎn)品氣孔位置相對(duì)應(yīng)的超冷點(diǎn)，所述鑲塊間隙控制在0.05-0.10mm。

在上述壓鑄完成后的汽車渦輪增壓器殼體產(chǎn)品，冷卻后進(jìn)行切邊、手工清理、X射線探傷、搬運(yùn)、拋丸、五軸緊密加工、清洗去毛刺、ECM電極去毛刺、超聲波清洗后，烘干、檢驗(yàn)、包裝、出廠，得到產(chǎn)品。

本發(fā)明的汽車渦輪增壓器殼體的制備方法生產(chǎn)的產(chǎn)品改善了原有薄壁渦輪增壓器殼體產(chǎn)品氣孔過大的弊端，通過國內(nèi)為先進(jìn)水平的一模一腔的模具壓鑄技術(shù)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，滿足渦輪增壓器殼體氣孔＜0.2mm的技術(shù)要求；另外，渦輪增壓器殼體產(chǎn)品加工后交叉孔較多，產(chǎn)生的加工毛刺去除較難，一旦裝配后，毛刺掉落會(huì)導(dǎo)致汽車部件燒損，本發(fā)明使用ECM電極去毛刺可以很好的解決上述現(xiàn)象，同時(shí)不會(huì)破壞孔，因此，本發(fā)明的汽車渦輪增壓器殼體產(chǎn)品具有良好的市場(chǎng)前景。

本發(fā)明的汽車渦輪增壓器殼體的制備方法針對(duì)鋁合金的特性，將配制成的物料加入熔煉爐進(jìn)行精煉，將壓鑄模具固定在壓鑄機(jī)的動(dòng)定模板上，在模具型腔內(nèi)均勻噴上一層水基涂料，再將物料液壓入模具內(nèi)，進(jìn)行高速壓鑄，鑄件留模設(shè)定一定時(shí)間，動(dòng)定模開模取出鑄件，即得渦輪增壓器殼體，整個(gè)鑄造過程一次成型，可規(guī)?；a(chǎn)，用該工藝生產(chǎn)的電機(jī)殼體結(jié)構(gòu)均勻，孔隙率低，氣孔大小要求關(guān)鍵區(qū)域小于0.1mm，滿足產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和使用需求，耐承受力高，質(zhì)量輕型材料。

本發(fā)明的汽車渦輪增壓器殼體的各個(gè)原料重量配比(即硅、鐵、銅、鎂、鋅、鉻、鎳、錫、鈦、鉛、錳和鋁的重量配比)設(shè)計(jì)精確，保證電機(jī)殼體鋁合金材料的組織相結(jié)構(gòu)的均勻性。其中鐵含量調(diào)整為0.5-1.3％，使得鋁合金

本發(fā)明的制備方法中使用的模具進(jìn)行了改進(jìn)，渦輪增壓器殼體產(chǎn)品存在長度超過100mm的支架，鑄造過程中容易形成冷隔缺陷，本發(fā)明改進(jìn)后的模具在容易形成冷隔缺陷的位置專門制作成鑲塊模式，鑲塊間隙控制在0.05-0.10mm，大大增加了模具的排氣，使得產(chǎn)品最終壓射后能夠成型良好。另外，由于產(chǎn)品氣孔要求法蘭面上＜0.2mm，所以在產(chǎn)品氣孔對(duì)應(yīng)模具的相應(yīng)位置上增加超冷點(diǎn)，結(jié)合壓鑄增壓位置和壓力的工藝，解決氣孔超標(biāo)問題。

本發(fā)明以控制渦輪增壓器殼體厚度、組織相結(jié)構(gòu)的均勻性、孔隙率、承受壓力、表面光潔度指標(biāo)為基礎(chǔ)，通過分析影響產(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)調(diào)整，生產(chǎn)過程中相關(guān)因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求為調(diào)整思路和方法，在鋁合金材料配合比、壓鑄工藝，模具的開發(fā)設(shè)計(jì)。生產(chǎn)過程自動(dòng)操作相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)確定，通過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)，達(dá)到渦輪增壓器殼體的生產(chǎn)工藝。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種汽車渦輪增壓器殼體，由以下重量百分比的組分組成：硅9％，鐵1.3％，銅4.0％，鎂0.55％，鋅1.1％，鉻0.10％，鎳0.35％，錫0.25％，鈦0.25％，鉛0.35％，錳0.55％，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％的二合一精煉劑進(jìn)行精煉，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；將一模一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)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120-180℃；將處理完成的混合物料液體壓入模具內(nèi)，進(jìn)行超低速壓鑄(超低速壓鑄的工藝參數(shù)為：系統(tǒng)壓力為12-15MPa，增壓時(shí)間為10s，吹氣時(shí)間為3～5s，冷卻時(shí)間設(shè)計(jì)為5-15s，鑄件留模時(shí)間設(shè)定為20～30s且超冷系統(tǒng)使用電腦程序控制)，壓鑄完成后，動(dòng)定模開模取出鑄件，制得所需的汽車渦輪增壓器殼體產(chǎn)品。

在上述壓鑄完成后的汽車渦輪增壓器殼體產(chǎn)品，冷卻后進(jìn)行切邊、手工清理、X射線探傷、搬運(yùn)、拋丸、五軸緊密加工、清洗去毛刺、ECM電極去毛刺、超聲波清洗后，烘干、檢驗(yàn)、包裝、出廠，最終應(yīng)用于汽車渦輪增壓器。

其中，模具上設(shè)置有鑲塊和與制備產(chǎn)品氣孔位置相對(duì)應(yīng)的超冷點(diǎn)，所述鑲塊間隙控制在0.05-0.10mm。

與現(xiàn)有的薄壁渦輪增壓器殼體產(chǎn)品相比，本實(shí)施例制備的渦輪增壓器殼體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)均勻、孔隙率低，達(dá)到氣孔＜0.2mm的技術(shù)要求，耐承受力高且質(zhì)量較輕。

實(shí)施例2

在本實(shí)施例中，汽車渦輪增壓器殼體，由以下重量百分比的組分組成：硅8.5％，鐵0.5％，銅2.5％，鎂0.10％，鋅1.0％，鉻0.05％，鎳0.05％，錫0.10％，鈦0.15％，鉛0.15％，錳0.2％，余量為鋁。