一种半固态流变成型生产镁合金汽车支架类零件的方法技术

一种半固态流变成型生产镁合金汽车支架类零件的方法，它涉及一种汽车零件成型生产方法，以解决在汽车轻量化过程中因现有技术制造的汽车支架类零件在结构上常常存在冷隔、分层、凹陷和裂纹缺陷，且在内部常常存在气孔、缩孔、缩松和针孔，从而影响了产品性能的问题。本发明专利技术包括如下步骤：步骤一、镁合金熔炼：先预热镁合金材料，清理并加热坩埚，熔化镁合金材料，通入保护气体，精炼、除渣、静置并降温至浇注温度；步骤二、模具预热：安装、调试、预热模具，喷涂脱模剂，继续加热；步骤三、半固态搅拌：搅拌半固态材料，通入保护气体；步骤四、挤压铸造成型：挤压铸造机冲头朝向模具型腔平稳推进半固态浆料，完成零件的挤压铸造后降温处理。本发明专利技术用于汽车零件加工生产。

A semi solid rheological molding method for producing magnesium alloy automotive support parts

A method for the production of magnesium alloy semi-solid rheological forming bracket of automobile parts, which relates to an automobile parts molding production method, in order to solve the problems in the process of automotive lightweight for automobile parts manufacturing technology of the existing bracket are often cold lap, delamination, sag and cracks in the structure, and often has air holes and shrinkage hole, shrinkage and pinhole in the interior, thus affecting the performance of the product. The method comprises the following steps: step one: magnesium alloy smelting, preheat magnesium alloy materials, cleaning and heating the crucible, melting magnesium alloy material, introducing protective gas, refining, slag, static and cooling to the pouring temperature; step two, mould preheating: installation, commissioning, pre heat spraying mold release agent and continue heating; step three, semi solid stirring, stirring of semi solid materials, introducing protective gas; step four, extrusion casting, extrusion casting machine to punch mould cavity smoothly semi-solid slurry, complete extrusion casting parts after cooling treatment. The invention is used for the processing and production of automobile parts.

【技术实现步骤摘要】
一种半固态流变成型生产镁合金汽车支架类零件的方法
本专利技术涉及一种汽车零件成型生产方法，具体涉及一种半固态流变成型生产镁合金汽车支架类零件的方法。
技术介绍
为了节能减排，汽车正朝着轻量化方向发展。从结构材料的角度出发，实现车辆轻量化的主要手段是采用具有高比性能的轻质材料代替传统材料。镁合金是迄今在工程应用中最轻的工程结构材料之一，可代替塑料、铝合金及钢制零件，其密度大多在1.75g/cm3～1.85g/cm3之间，约为铁的1/4,铝的2/3，与塑料相近，具有比强度和比刚度高、热传导性好、阻尼减振降噪性佳、液态成形性能优越、机械加工性能优良、零件尺寸稳定、电磁屏蔽能力强等优点。近年来，镁合金在汽车结构零件上的应用以每年18％的速度高速增长。但是，对于目前商用的铸造镁合金，如果采用传统的重力或压力铸造的生产工艺，其力学性能还难以稳定地达到同类铝合金产品的水平。汽车支架类零件目前多数采用铝合金压力铸造方法生产，少数采用铝合金砂型铸造、重力铸造和低压铸造生产，采用这些传统工艺制造出来的汽车支架类零件在外观上呈现冷隔、分层、凹陷和裂纹等缺陷，而在内部往往会出现气孔、缩孔、缩松和针孔等问题，从而影响了产品的性能。综上所述，在汽车轻量化过程中因现有技术制造的汽车支架类零件在结构上常常存在冷隔、分层、凹陷和裂纹缺陷，且在内部常常存在气孔、缩孔、缩松和针孔，从而影响了产品性能的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决在汽车轻量化过程中因现有技术制造的汽车支架类零件在结构上常常存在冷隔、分层、凹陷和裂纹缺陷，且在内部常常存在气孔、缩孔、缩松和针孔，从而影响了产品性能的问题，进而提供了一种半固态流变成型生产镁合金汽车支架类零件的方法。本专利技术的技术方案是：一种半固态流变成型生产镁合金汽车支架类零件的方法，它包括如下步骤：步骤一、镁合金熔炼：先预热镁合金材料，镁合金材料的预热温度为200℃～250℃，清理坩埚并在坩埚内表面涂上涂料，然后对坩埚进行加热，在坩埚加热温度为400℃～500℃时，加入镁合金材料进行熔化，通入保护气体防止镁合金燃烧，最后在镁合金完全熔化后，进行变质精炼处理，变质精炼温度为720℃～750℃，除去液面上的浮渣，合金液静置并降温至浇注温度；步骤二、模具预热：先将镁合金汽车支架类零件模具安装在挤压铸造机上，对模具进行调试后预热模具，模具的预热温度为150℃～200℃，在模具型腔内喷涂脱模剂，然后继续加热模具，模具的加热温度为200℃～250℃；步骤三、半固态搅拌：先在料勺中采用机械方式搅拌半固态材料，搅拌温度为580℃～630℃，搅拌强度为2r/s～6r/s，搅拌时间为3min～6min，并且在舀料和搅拌过程中，在料勺里通入保护气体防止镁合金半固态浆料的燃烧；步骤四、挤压铸造成型：先将镁合金半固态浆料浇入料筒中，浇注温度为580℃～630℃，然后将挤压铸造机冲头朝向模具型腔平稳推进半固态浆料，调节挤压铸造参数：挤压压力为90MPa～130MPa，保压时间为20s～40s，冲头挤压速度为0.08m/s～0.2m/s，至此，完成镁合金汽车支架类零件的挤压铸造过程，最后取出铸件毛坯放入水中降温。进一步地，步骤一中镁合金材料的预热温度为225℃，坩埚加热温度为425℃，变质精炼温度为735℃。进一步地，步骤一中的保护气体为SF6+CO2混合气体。进一步地，步骤一中的保护气体包括0.3％vol的SF6、50％vol的CO2和49.7％vol的空气。进一步地，步骤二中模具的预热温度为175℃，模具的加热温度为225℃。进一步地，步骤三中的搅拌温度为605℃，搅拌温度为605℃，搅拌强度为4r/s，搅拌时间为4.5min。进一步地，步骤三中的保护气体为SF6+CO2混合气体。进一步地，步骤三中的保护气体包括0.3％vol的SF6、50％vol的CO2和49.7％vol的空气。进一步地，步骤四中的浇注温度为605℃，调节挤压铸造参数为110MPa，保压时间为30s，冲头挤压速度为0.14m/s。本专利技术与现有技术相比具有以下效果：1、本专利技术在金属凝固过程中，进行剧烈搅拌或处理，将凝固过程中形成的枝晶打碎或完全抑制枝晶的成长，增强合金强度，韧性，提高抗蚀性，挤压铸造使液态或半固态金属在高压下凝固、流动成型，由于高压凝固和塑性变形同时存在，具有较强的充型补缩能力，大大降低了制件气孔、缩孔、缩松等缺陷的形成，组织致密，力学性能高于铝合金压力铸造、铝合金砂型铸造、重力铸造和低压铸造等铸造方法和工艺，机械搅拌足以满足搅拌效果，成本低，工艺简单。2、金属半固态加工技术不同于传统的加工成形技术，它是在金属凝固过程中，进行剧烈搅拌或处理，将凝固过程中形成的枝晶打碎或完全抑制枝晶的成长，然后直接进行流变铸造或制备具有非枝晶组织的坯锭后再触变成型。采用半固态方法制备的产品其组织结构为均匀、细小、近球状的颗粒，因此材料的各项性能优良。3、挤压铸造是使液态或半固态金属在高压下凝固、流动成型，直接获得制件或毛坯的方法。由于高压凝固和塑性变形同时存在，具有较强的充型补缩能力，大大降低了制件气孔、缩孔、缩松等缺陷的形成，组织致密，力学性能高于其他铸造方法和工艺。4、挤压铸造过程中金属液在机械压力下凝固，具有提高冷却速度、提高凝固速度、细化晶粒、改善组织的均匀性等方面的作用，同时对减少或消除铸件气孔、缩孔和疏松等内部缺陷同样具有积极的作用。挤压铸造压力使模具壁附近的凝固金属发生一定程度的塑性变形，使得组织致密性进一步的提高。因此，挤压铸造铸件具有较高的机械性能，在一定程度上高于其它传统的铸造零件，甚至可与相同材料的锻造铸件的力学性能相媲美。因此，挤压铸造被广泛应用于汽车及航空工业。5、挤压铸造时，型腔内的液态金属是在较大的机械压力作用下凝固成型，压力使得液态金属和已凝固的硬壳层始终与模具壁紧密接触，提高了铸件的界面换热系数及冷却速度。因此，挤压铸造铸件的表面光洁度和表面尺寸精度较高，其级别高于压铸件的水平。6、挤压铸造具由良好的通用性。挤压铸造在压力下进行充型补缩，具有更高的充型推动力。合金铸造性能基本不会对挤压铸造性能产生影响。因此，挤压铸造的适用范围非常广泛，同时适用于铸造性能好的和铸造性能不好的合金，对于金属半固态也同样适用。附图说明图1是本专利技术实施例一中镁合金汽车差速器支架毛坯的显微组织金相结构图；图2是浇注温度对镁合金差速器支架抗拉强度的影响的线形图；图3浇注温度对镁合金差速器支架延伸率的影响的线形图；图4是浇注时间为595℃时，镁合金差速器支架的显微组织金相结构图；图5是浇注时间为605℃时，镁合金差速器支架的显微组织金相结构图；图6是浇注时间为615℃时，镁合金差速器支架的显微组织金相结构图；图7是浇注时间为625℃时，镁合金差速器支架的显微组织金相结构图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种半固态流变成型生产镁合金汽车支架类零件的方法，它包括如下步骤：步骤一、镁合金熔炼：先预热镁合金材料，镁合金材料的预热温度为200℃～250℃，清理坩埚并在坩埚内表面涂上涂料，然后对坩埚进行加热，在坩埚加热温度为400℃～500℃时，加入镁合金材料进行熔化，通入保护气体防止镁合金燃烧，最后在镁合金完全熔化后，进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半固态流变成型生产镁合金汽车支架类零件的方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤一、镁合金熔炼：先预热镁合金材料，镁合金材料的预热温度为200℃～250℃，清理坩埚并在坩埚内表面涂上涂料，然后对坩埚进行加热，在坩埚加热温度为400℃～500℃时，加入镁合金材料进行熔化，通入保护气体防止镁合金燃烧，最后在镁合金完全熔化后，进行变质精炼处理，变质精炼温度为720℃～750℃，除去液面上的浮渣，合金液静置并降温至浇注温度；步骤二、模具预热：先将镁合金汽车支架类零件模具安装在挤压铸造机上，对模具进行调试后预热模具，模具的预热温度为150℃～200℃，在模具型腔内喷涂脱模剂，然后继续加热模具，模具的加热温度为200℃～250℃；步骤三、半固态搅拌：先在料勺中采用机械方式搅拌半固态材料，搅拌温度为580℃～630℃，搅拌强度为2r/s～6r/s，搅拌时间为3min～6min，并且在舀料和搅拌过程中，在料勺里通入保护气体防止镁合金半固态浆料的燃烧；步骤四、挤压铸造成型：先将镁合金半固态浆料浇入料筒中，浇注温度为580℃～630℃，然后将挤压铸造机冲头朝向模具型腔平稳推进半固态浆料，调节挤压铸造参数：挤压压力为90MPa～130MPa，保压时间为20s～40s，冲头挤压速度为0.08m/s～0.2m/s，至此，完成镁合金汽车支架类零件的挤压铸造过程，最后取出铸件毛坯放入水中降温。...

【技术特征摘要】
1.一种半固态流变成型生产镁合金汽车支架类零件的方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤一、镁合金熔炼：先预热镁合金材料，镁合金材料的预热温度为200℃～250℃，清理坩埚并在坩埚内表面涂上涂料，然后对坩埚进行加热，在坩埚加热温度为400℃～500℃时，加入镁合金材料进行熔化，通入保护气体防止镁合金燃烧，最后在镁合金完全熔化后，进行变质精炼处理，变质精炼温度为720℃～750℃，除去液面上的浮渣，合金液静置并降温至浇注温度；步骤二、模具预热：先将镁合金汽车支架类零件模具安装在挤压铸造机上，对模具进行调试后预热模具，模具的预热温度为150℃～200℃，在模具型腔内喷涂脱模剂，然后继续加热模具，模具的加热温度为200℃～250℃；步骤三、半固态搅拌：先在料勺中采用机械方式搅拌半固态材料，搅拌温度为580℃～630℃，搅拌强度为2r/s～6r/s，搅拌时间为3min～6min，并且在舀料和搅拌过程中，在料勺里通入保护气体防止镁合金半固态浆料的燃烧；步骤四、挤压铸造成型：先将镁合金半固态浆料浇入料筒中，浇注温度为580℃～630℃，然后将挤压铸造机冲头朝向模具型腔平稳推进半固态浆料，调节挤压铸造参数：挤压压力为90MPa～130MPa，保压时间为20s～40s，冲头挤压速度为0.08m/s～0.2m/s，至此，完成镁合金汽车支架类零件的挤压铸造过程，最后取出铸件毛坯放入水中降温。2.根据权利要求1所述的一种半固态流变成型生产镁合金汽车支架类零件...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉泽升，赵春芳，胡茂良，许红雨，王伟东，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，哈尔滨吉星机械工程有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23