鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體及其超高速鑄造制備方法
【專利摘要】本發(fā)明旨在提供一種鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體以及該殼體的超高速鑄造制備方法。本發(fā)明所述殼體按重量百分比計(jì)算，包括：10～12％Si，0.8～1.2％Fe，2～3.5％Cu，0.1～0.2％Mn，0.5～0.7％Mg，0＜Zn＜1.3％，0＜Ni＜0.1％，0＜Pb＜0.06％，0＜Sn＜0.06％，其余為Al；其制備步驟為：澆注前備料、模具準(zhǔn)備、澆注壓射，最后獲得綜合性能好、組織致密均勻、氣縮孔小、鑄件外觀良好、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、強(qiáng)度高的產(chǎn)品。本發(fā)明可應(yīng)用于汽車鑄造領(lǐng)域。
【專利說明】
鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體及其超高速鑄造制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種汽車鑄造領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體以及該殼體 的超尚速鑄造制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在汽車市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中，各制造廠商都在向高質(zhì)量、高可靠性、重量輕、節(jié)能、低 成本方向發(fā)展。在金屬材料方面表現(xiàn)為輕量化，用鋁合金代替部分鋼(鐵)件，以達(dá)到汽車向 高質(zhì)量、低成本的方向發(fā)展的要求;在生產(chǎn)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，降低制造成本的目的。
[0003] 鋁合金材料在汽車轉(zhuǎn)向器殼體的大量運(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。
[0004] 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轉(zhuǎn)向器殼體在外觀呈現(xiàn)冷隔、欠鑄、凹陷、裂紋等不同程度的質(zhì)量問 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，影響 著汽車的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制得的鋁合金汽車 轉(zhuǎn)向器殼體具有組織致密均勻、氣縮孔小、鑄件外觀良好、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、強(qiáng)度高 等優(yōu)點(diǎn)的超高速鑄造制備方法以及成本低的鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體。
[0006] 本發(fā)明所述鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體所采用的技術(shù)方案是，按重量百分比計(jì)算，它 包括： 10~12%Si，0.8~1.2%Fe，2~3.5%Cu，0.1~0.2%Mn，0.5~0.7%Mg，0<Zn< 1.3%，0<Ni<0.1%，0<Pb<0.06%，0<Sn<0.06%，其余為A1。
[0007] 本發(fā)明所述鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體超高速鑄造制備方法所采用的技術(shù)方案是，該 方法包括以下步驟： (1) 澆注前備料:將集中熔化爐升溫至600~650°C，將鋁合金材料加入集中熔化爐中熔 化成液態(tài)，加入用量為鋁合金液體0.1~0.3 %的除渣劑并靜置10~12min后去除浮渣，升 溫到740~760°C時(shí)，通過氮?dú)鈱⒕珶拕┬D(zhuǎn)吹入熔化爐內(nèi)，除去鋁合金熔液中的氣體與非 金屬雜質(zhì)，每噸合金熔液吹入精煉劑〇. 8~1. OKg，噴吹壓力為0.25~0.35Mpa，利用由碳化 硅制成的多孔塞吹氮二次除氣，吹氣時(shí)間為4~5min，溫度720~740°C，直到液面無氣泡冒 出，取樣采用測(cè)氫儀進(jìn)行測(cè)氫以及密度儀進(jìn)行密度檢測(cè)且合格后進(jìn)行保溫處理，在665~ 680°C的溫度條件下準(zhǔn)備澆注； (2) 模具準(zhǔn)備:對(duì)模具預(yù)熱至160~180°C，并對(duì)模具型腔進(jìn)行清潔處理； (3) 澆注壓射:采用機(jī)械手料勺從熔化保溫爐向熔杯輸送合金液，壓射沖頭依次按照低 速壓射、超高速壓射和增壓壓射向模具型腔中平穩(wěn)推進(jìn)合金液，最后得到汽車轉(zhuǎn)向器殼體 毛坯。
[0008] 上述方案可見，本發(fā)明在進(jìn)行澆注前，通過加入精煉劑和二次氮?dú)庀群髮?duì)澆注料 進(jìn)行去渣排氣處理，使?jié)沧⒘系募兌却蟠筇岣?，為后續(xù)澆注出高質(zhì)量的產(chǎn)品提供保證;對(duì)進(jìn) 行澆注的模具進(jìn)行預(yù)熱和清潔，這從外部條件進(jìn)一步對(duì)后續(xù)澆注的產(chǎn)品質(zhì)量提供保證，減 少了鋁合金產(chǎn)品鑄造過程中易產(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;在澆注過程中采用低速壓射、超高速壓射和增壓壓射向模 具型腔中平穩(wěn)推進(jìn)合金液，這與傳統(tǒng)的澆注不同，通過低速壓射、超高速壓射和增壓壓射能 保證產(chǎn)品成型后，產(chǎn)品綜合性能好，合金在充分的壓力下結(jié)晶成型，不會(huì)在制品內(nèi)形成氣 孔，制得的產(chǎn)品組織致密均勻，氣縮孔小，鑄件外觀良好，生產(chǎn)效率高，強(qiáng)度高，這進(jìn)一步保 證了產(chǎn)品的良品率，間接地降低了成本，提高了企業(yè)的效益。
[0009] 作為一個(gè)優(yōu)選的方案，所述步驟(1)中，若所述精煉后的鋁液超過4小時(shí)未澆注，則 作回爐料使用，作為回爐料時(shí)，加入集中熔化爐的鋁合金材料中新料不少于70%。
[0010] 上述方案可見，超過4個(gè)小時(shí)未進(jìn)行澆注的液態(tài)鋁合金，為了避免長(zhǎng)時(shí)間未澆注的 液態(tài)鋁合金在后續(xù)進(jìn)行澆注時(shí)發(fā)生質(zhì)量問題，而作為液態(tài)鋁合金，若將其作為回爐料則能 快速形成熔池，這能大大加快澆注壓射的速度，又能避免發(fā)生產(chǎn)品質(zhì)量問題。
[0011 ]作為一個(gè)優(yōu)選的方案，所述步驟(2)中的模具米用一模一腔的分布形式。
[0012] 上述方案可見，采用一模一腔的方式，可使得澆注壓射成型的產(chǎn)品質(zhì)量好，鑄件外 觀良好，且避免后續(xù)投入過多的二次加工，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，也提高了生產(chǎn)效 率。
[0013] 作為一個(gè)優(yōu)選的方案，所述步驟(2)中，在對(duì)模具進(jìn)行預(yù)熱后，在模具型腔內(nèi)均勻 噴上一層脫模劑，涂層厚度5~10微米，再通過對(duì)模具型腔進(jìn)行吹氣完成清潔處理。
[0014] 上述方案可見，在模具中噴上一層脫模劑，能為后續(xù)的脫模工作帶來極大的便利， 而在噴上脫模劑后還對(duì)模具型腔進(jìn)行吹氣清潔，是要將型腔中未粘附在型腔中的脫模劑清 掉，避免后續(xù)澆注壓射的產(chǎn)品出現(xiàn)凹陷，影響鑄件的外觀。
[0015] 作為一個(gè)優(yōu)選的方案，所述步驟(3)中，在臥式冷室壓鑄機(jī)上進(jìn)行澆注。
[0016] 采用臥式冷室壓鑄機(jī)，其壓鑄效果好，效率高，為鑄造出高質(zhì)量的產(chǎn)品提供保證。
[0017] 作為一個(gè)優(yōu)選的方案，所述步驟(3)中，低速壓射是在擠壓壓力12~14.7MPa下按 照0.2~0.25m/s的速度進(jìn)行壓射，超高速壓射是在擠壓壓力12~14.7MPa下按照5~6m/s的 速度進(jìn)行快速壓射，增壓壓射是在擠壓壓力80~90MPa下進(jìn)行壓射以及保壓10-15S。
[0018] 上述方案進(jìn)一步限定了低速壓射、超高速壓射和增壓壓射的參數(shù)，為保證產(chǎn)品的 質(zhì)量提供保障。
[0019] 作為一個(gè)優(yōu)選的方案，所述多孔塞為碳化硅制成的多孔塞。
[0020] 上述方案可見，采用碳化硅制成的多孔塞，高溫下不易改變鋁合金成分，同時(shí)氮 氣通過多孔塞后氣體溫度變化不大，精煉效果好，大大降低鋁合金液體的含氫量等，保證 鑄件良好的內(nèi)部組織。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 在本實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體，其特征在于，按重量百 分比計(jì)算，它包括：1〇~12%Si，0.8~1.2%Fe，2~3.5%Cu，0.1~0.2%Mn，0.5~0.7%Mg， 0<Zn<1.3%，0<Ni<0.1%，0<Pb<0.06%，0<Sn<0.06%，其余為A1。作為一個(gè)具體的 實(shí)施例，選取11%31，1.0%卩6,2.2%(：11，0.15%]\111，0.6%]\%，2111.3%，附0.1%，？130.05%， 511〇.05%，其余為八1。
[0022]為了獲得上述鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體產(chǎn)品，其步驟為：（1)澆注前備料:先將集中 熔化爐升溫至600~650°C，將鋁合金材料加入集中熔化爐中進(jìn)行熔化，加入用量為鋁合金 液體0.1~0.3%的除渣劑并靜置10~12min后去除浮渣，升溫到740~760°C時(shí)，通過氮?dú)?將精煉劑旋轉(zhuǎn)吹入熔化室，除去鋁合金熔液中的氣體與非金屬雜質(zhì)，每噸合金熔液吹入精 煉劑0.8~1. OKg，噴吹壓力為0.25~0.35Mpa，利用由碳化硅制成的多孔塞吹氮二次除氣， 吹氣時(shí)間為4~5min，溫度720~740°C，直到液面無氣泡冒出，取樣采用測(cè)氫儀進(jìn)行測(cè)氫以 及密度儀進(jìn)行密度檢測(cè)且合格后進(jìn)行保溫處理，在665~680°C的溫度條件下準(zhǔn)備澆注;若 所述精煉后的鋁液超過4小時(shí)都未進(jìn)行澆注壓射，則作回爐料使用，作為回爐料時(shí)，加入集 中熔化爐的鋁合金材料中新料不少于70%。
[0023] (2)模具準(zhǔn)備:模具采用一模一腔分布形式，將模具固定在臥式冷室壓鑄機(jī)上，對(duì) 模具預(yù)熱至160~180°C，然后在模具型腔內(nèi)均勻噴上一層脫模劑，涂層厚度5~10微米，再 對(duì)模具型腔進(jìn)行吹氣處理。
[0024] (3)澆注壓射:采用機(jī)械手料勺從熔化保溫爐向臥式冷室壓鑄機(jī)的熔杯輸送合金 液，壓射沖頭依次按照低速壓射、超高速壓射和增壓壓射向模具型腔平穩(wěn)推進(jìn)合金液，低速 壓射是在擠壓壓力12~14.7MPa下按照0.2~0.25m/s的速度進(jìn)行壓射，超高速壓射是在擠 壓壓力12~14.7MPa下按照5~6m/s的速度進(jìn)行快速壓射，增壓壓射是在擠壓壓力80~ 90MPa下進(jìn)行壓射以及保壓10-15S，得到汽車轉(zhuǎn)向器殼體毛坯。
[0025] 為了對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，下面，將上述實(shí)施例制得的鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼 體產(chǎn)品和現(xiàn)有技術(shù)制得的鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體產(chǎn)品作對(duì)比，以便對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的 說明。
[0026] 利用上述方法制得鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體產(chǎn)品，以下簡(jiǎn)稱為產(chǎn)品A。
[0027] 利用現(xiàn)有技術(shù)方法制得鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體產(chǎn)品，以下簡(jiǎn)稱為產(chǎn)品B。
[0028] 將產(chǎn)品A和產(chǎn)品B進(jìn)行性能比較，結(jié)果如表1所示。
[0029] 表1產(chǎn)品A和產(chǎn)品B性能比較
上述比較可知:采用超高速壓射的方法，所得產(chǎn)品無冷隔、欠鑄等質(zhì)量問題，漏氣不良 率小于0.1%，壓斷力大于240 KN/cm2，布氏硬度大于HB52，總體質(zhì)量良好。
[0030]本發(fā)明可應(yīng)用于汽車鑄造領(lǐng)域。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體，其特征在于，按重量百分比計(jì)算，它包括： 10~12%Si，0.8~1.2%Fe，2~3.5%Cu，0.1 ~0.2%Mn，0.5~0.7%Mg，0<Zn< 1.3%，0<Ni<0.1%，0<Pb<0.06%，0<Sn<0.06%，其余為A1。2. -種如權(quán)利要求1所述的鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體的超高速鑄造制備方法，其特征在 于，該方法包括以下步驟： (1) 澆注前備料:將集中熔化爐升溫至600~650°C，將鋁合金材料加入集中熔化爐中熔 化成液態(tài)，加入用量為鋁合金液體0.1~0.3 %的除渣劑并靜置10~12min后去除浮渣，升 溫到740~760°C時(shí)，通過氮?dú)鈱⒕珶拕┬D(zhuǎn)吹入熔化爐內(nèi)，除去鋁合金熔液中的氣體與非 金屬雜質(zhì)，每噸合金熔液吹入精煉劑〇. 8~1. OKg，噴吹壓力為0.25~0.35Mpa，利用由碳化 硅制成的多孔塞吹氮二次除氣，吹氣時(shí)間為4~5min，溫度720~740°C，直到液面無氣泡冒 出，取樣采用測(cè)氫儀進(jìn)行測(cè)氫以及密度儀進(jìn)行密度檢測(cè)且合格后進(jìn)行保溫處理，在665~ 680°C的溫度條件下準(zhǔn)備澆注； (2) 模具準(zhǔn)備:對(duì)模具預(yù)熱至160~180°C，并對(duì)模具型腔進(jìn)行清潔處理； (3) 澆注壓射:采用機(jī)械手料勺從熔化保溫爐向熔杯輸送合金液，壓射沖頭依次按照低 速壓射、超高速壓射和增壓壓射向模具型腔中平穩(wěn)推進(jìn)合金液，最后得到汽車轉(zhuǎn)向器殼體 毛坯。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體超高速鑄造制備方法，其特征在于:所 述步驟（1)中，若所述精煉后的鋁液超過4小時(shí)未澆注，則作回爐料使用，作為回爐料時(shí)，加 入集中熔化爐的鋁合金材料中新料不少于70%。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體超高速鑄造制備方法，其特征在于:所 述步驟(2)中的模具采用一模一腔的分布形式。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體超高速鑄造制備方法，其特征在于:所 述步驟(2)中，在對(duì)模具進(jìn)行預(yù)熱后，在模具型腔內(nèi)均勻噴上一層脫模劑，涂層厚度5~10微 米，再通過對(duì)模具型腔進(jìn)行吹氣完成清潔處理。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體超高速鑄造制備方法，其特征在于:所 述步驟(3)中，在臥式冷室壓鑄機(jī)上進(jìn)行澆注。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體超高速鑄造制備方法，其特征在于:所 述步驟(3)中，低速壓射是在擠壓壓力12~14.7MPa下按照0.2~0.25m/s的速度進(jìn)行壓射， 超高速壓射是在擠壓壓力12~14.7MPa下按照5~6m/s的速度進(jìn)行快速壓射，增壓壓射是在 擠壓壓力80~90MPa下進(jìn)行壓射以及保壓10-15S。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金汽車轉(zhuǎn)向器殼體超高速鑄造制備方法，其特征在于:所 述多孔塞為碳化硅制成的多孔塞。
【文檔編號(hào)】C22C21/02GK105821263SQ201610198966
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年4月1日
【發(fā)明人】劉?？?
【申請(qǐng)人】珠海嶸泰有色金屬鑄造有限公司