一种轿车铝合金转向节及其挤压铸造方法技术

本发明专利技术涉及一种轿车铝合金转向节及其挤压铸造方法，具体是先将配制好的铝合金材料放入坩埚炉内，加热熔化，铝合金液温度升至一定温度时，进行细化变质及精炼除气处理；然后通过浇道向挤压铸造机加料室浇入合金液，在底部活塞的作用下使金属液充满型腔，并在活塞压力的作用下凝固成型；再对铸件进行固溶及时效热处理，得到综合力学性能较高的转向节。本发明专利技术通过挤压铸造方法制备的铝合金转向节内在质量较好，综合力学性能较高，能进一步拓宽铝合金转向节的应用工况。

Sedan aluminum alloy steering knuckle and extrusion casting method thereof

The invention relates to a car Aluminum Alloy steering knuckle and extrusion casting method, in particular Aluminum Alloy material will be better prepared in a crucible furnace, heating and melting, Aluminum Alloy liquid temperature to a certain temperature, refining modification and refining gas processing; then casting machine feeding chamber poured into the liquid alloy to squeeze through pouring that the liquid metal fills the cavity at the bottom under the action of the piston, and piston in solidification under pressure molding; then the casting solution and aging heat treatment, get high comprehensive mechanical properties of the steering knuckle. The aluminum alloy steering knuckle prepared by the squeeze casting method has better internal quality and higher comprehensive mechanical performance, and can further widen the application condition of the aluminum alloy steering joint.

【技术实现步骤摘要】
一种轿车铝合金转向节及其挤压铸造方法
本专利技术属于合金铸造
，具体涉及一种轿车铝合金转向节及其挤压铸造方法。
技术介绍
汽车在改变世界的同时，也加快了石化燃料耗竭的进程，加剧了全球气候的恶化。在能源危机、环境污染及地球温室效应加剧等问题的压力下，现在汽车零部件迫切需要向着轻量化方向发展。铝合金是目前汽车材料中应用最多的轻质材料，汽车用铝合金材料主要包括铸造铝合金和变形铝合金。铸造铝合金主要用于发动机、壳体类和底盘部件，是汽车用铝合金的主要形式。轿车转向节零件多数采用球铁砂型重力铸造方法生产，目前正向铝合金铸造方法方向发展。铸造铝合金转向节的主要方法为铝合金重力金属型铸造和低压金属型铸造两种铸造方法。重力铸造和低压铸造在提高铝合金转向节的强度及延伸率等方面受到一定的限制，阻碍了汽车轻量化的发展。为了拓宽铝合金转向节的应用工况，需要进一步提高铝合金转向节的综合性能。综上，如能采用高性能铝合金及挤压铸造方法开发铝合金转向节，不仅可以进一步提高铝合金转向节的综合性能和内在质量，还会促进汽车零部件轻量化的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种轿车铝合金转向节及其挤压铸造方法，制造的铝合金转向节具有较高的综合力学性能。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：首先，将铝合金按着重量成分百分比配制好，加入坩埚熔化炉内熔化、精炼细化处理；然后浇入挤压铸造机料室内，挤压铸造机冲头向转向节模具型腔压入合金液并增压使铝合金结晶，获得铝合金转向节挤压铸件；再对铸件进行固溶及时效热处理，得到综合力学性能较高的转向节。一种轿车铝合金转向节，其特征在于，其组分按重量百分比由下列原料制成：Si3-6％，Cu3.5-4.5％，Mg0.15-0.40％，Ti0.05-0.30％，RE0-0.5％，其余为Al。上述轿车铝合金转向节的挤压铸造方法，包括以下步骤：A、铝合金材料的熔炼、精炼细化处理：将原料按上述组分配比放入坩埚炉内，加热熔化，铝合金液温度升至720-730℃时，加入Al-5Ti-B细化剂，并通入氩气进行精炼除气处理，精炼除气处理时间为15-20min，精炼完成后除渣，铝合金液静置并降温至700-718℃等待浇注；B、转向节铸件模具：将模具固定在1000T挤压铸造机的模架上，模具型腔表面采用天然气预热，预热温度为150-180℃时，在模具型腔表面均匀喷上一层保温涂料及脱模剂，涂层厚度为0.15-0.30mm，模具继续预热，预热温度达到260-320℃时进行合模浇注；C、浇注：将步骤A精炼细化处理好的合金液，通过浇注通道浇入压室及型腔内，浇注温度715-720℃，在活塞开始加压前，利用模具上设置的截断装置将浇注通道中的合金液截断，在底部活塞的作用下使金属液充满型腔，并在活塞压力的作用下凝固成型；D、挤压铸造：挤压压力为110-220MPa，保压时间为40-50s，冲头挤压速度100-200mm/s；E、热处理：将步骤D所得铸件进行固溶及时效热处理(T6)，固溶热处理温度及时间为(480-490)℃×(3-5)h+(490-500)℃×(5-7)h+(500-505)℃×(7-9)h，时效热处理温度及时间为(165-190)℃×(5-7)h。步骤B，所述模具采用间接挤压铸造法通过活塞底注方式成型，一模一件，模具为两开模。步骤D，所述挤压铸造采用的是1000吨级挤压铸造机。与现有技术相比，本专利技术的积极效果在于：挤压铸造方法制备的铝合金转向节内在质量较好，综合力学性能较高，能进一步拓宽铝合金转向节的应用工况。附图说明图1是转向节挤压铸造模具装配图；图2(a)是转向节铸件的x光照片；图2(b)是转向节铸件内部的x光照片；图2(c)是转向节铸件内部的x光照片；图2(d)是转向节铸件内部的x光照片；图2(e)是转向节铸件内部的x光照片。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的描述：一种轿车铝合金转向节，其特征在于，其组分按重量百分比由下列原料制成：Si3-6％，Cu3.5-4.5％，Mg0.15-0.40％，Ti0.05-0.30％，RE0-0.5％，其余为Al。上述轿车铝合金转向节的挤压铸造方法，包括以下步骤：A、铝合金材料的熔炼、精炼及细化处理：按上述配比将配制好的铝合金材料放入坩埚炉内，加热熔化，铝合金液温度升至720-730℃时，加入Al-5Ti-B细化剂，并通入氩气进行精炼除气处理，精炼除气处理时间为15-20min，精炼除气处理后试样密度达到2.65g.cm-3以上，精炼完成后除渣，铝合金液静置并降温至700-718℃等待浇注；B、转向节铸件模具：采用间接挤压铸造工艺，通过活塞底注方式成型该铸件，一模一件，模具是两开模，如图1所示，将模具固定在1000T挤压铸造机的模架上，模具型腔表面采用天然气预热，预热温度为150-180℃时，在模具型腔表面均匀喷上一层保温涂料及脱模剂，涂层厚度为0.15-0.30mm，模具继续预热，预热温度达到260-320℃时进行合模浇注；C、浇注：将精炼细化处理好的合金液，通过浇注通道浇入压室及型腔内，浇注温度715-720℃，在活塞开始加压前，利用模具上设置的截断装置将浇注通道中的合金液截断，防止加压过程中合金液发生喷溅，在底部活塞的作用下使金属液充满型腔，并在活塞压力的作用下凝固成型；D、挤压铸造：挤压铸造设备为1000吨级挤压铸造机，挤压铸造工艺参数挤压压力为110-220MPa，保压时间为40-50s，冲头挤压速度100-200mm/s；E、热处理：挤压铸造铝合金转向节铸件要进行固溶及时效热处理(T6)，固溶热处理温度及时间为(480-490)℃×(3-5)h+(490-500)℃×(5-7)h+(500-505)℃×(7-9)h；时效热处理温度及时间为(165-190)℃×(5-7)h。挤压铸造铝合金转向节铸件经过T6热处理之后，获得较高的综合力学性能。铸件外观质量较好，如图2(a)所示。X光检测铸件内部无缩松夹杂等缺陷，如图2(b)-(e)所示。实施例1按重量百分比配制合金成分为3％Si，3.5-4.5％Cu，0.15-0.40％Mg，0.05-0.30％Ti，0-0.5％RE，其余为Al，合金重量150KG。将配制好的铝合金材料放入坩埚炉内，加热熔化。铝合金液温度升至720-730℃时，加入Al-5Ti-B细化剂，并通入氩气进行精炼除气处理，精炼除气处理时间为15-20min。精炼除气处理后试样密度达到2.65g.cm-3以上。精炼完成后除渣，铝合金液静置并降温至700℃等待浇注。将模具固定在1000T挤压铸造机的模架上，模具型腔表面采用天然气预热，预热温度为150℃时，在模具型腔表面均匀喷上一层保温涂料及脱模剂，涂层厚度为0.15mm，模具继续预热，预热温度达到260℃时进行合模浇注。1000T挤压铸造机的挤压铸造工艺参数挤压压力为110MPa，保压时间为40s，冲头挤压速度200mm/s。将精炼细化处理好的合金液，通过浇注通道浇入压室及型腔内，浇注温度700℃，在活塞开始加压前，利用模具上设置的截断装置将浇注通道中的合金液截断，防止加压过程中合金液发生喷溅。在底部活塞的作用下使金属液充满型腔，并在活塞压力的作用下凝固成型。挤压结束后，开模取出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轿车铝合金转向节，其特征在于，其组分按重量百分比由下列原料制成：Si3‑6％，Cu3.5‑4.5％，Mg0.15‑0.40％，Ti0.05‑0.30％，RE0‑0.5％，其余为Al。

【技术特征摘要】
1.一种轿车铝合金转向节，其特征在于，其组分按重量百分比由下列原料制成：Si3-6％，Cu3.5-4.5％，Mg0.15-0.40％，Ti0.05-0.30％，RE0-0.5％，其余为Al。2.如权利要求1所述的轿车铝合金转向节的挤压铸造方法，包括以下步骤：A、铝合金材料的熔炼、精炼细化处理：将原料按上述组分配比放入坩埚炉内，加热熔化，铝合金液温度升至720-730℃时，加入Al-5Ti-B细化剂，并通入氩气进行精炼除气处理，精炼除气处理时间为15-20min，精炼完成后除渣，铝合金液静置并降温至700-718℃等待浇注；B、转向节铸件模具：将模具固定在1000T挤压铸造机的模架上，模具型腔表面采用天然气预热，预热温度为150-180℃时，在模具型腔表面均匀喷上一层保温涂料及脱模剂，涂层厚度为0.15-0.30mm，模具继续预热，预热温度达到260-320℃时进行合模浇注；C、浇注：将步骤A精炼细化处理好的...

【专利技术属性】
技术研发人员：修坤，佟国栋，王成刚，冯志军，李宇飞，石飞，占亮，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22