汽车气弹簧用铝合金组合管件的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车气弹簧用铝合金组合管件的制造方法，是由汽车气弹簧用铝合金异型管、汽车气弹簧用铝合金圆管组合而成，其中汽车气弹簧用铝合金圆管的一端套装、焊接固定在汽车气弹簧用铝合金异型管内，其中汽车气弹簧用铝合异型管的结构有两种：外轮廓为五齿花型，内轮廓为七齿花型结构。本发明专利技术制备的产品具有塑性和力学性能好、加工精度高、表面质量好的优点，产品的抗拉强度、屈服强度、延伸率及外径真圆度、内径真圆度等技术指标皆比要求值优越，产品已经销售到欧美及国内外大中型汽车生产厂家，为气弹簧材质铝合金化填补了国内外空白。

【技术实现步骤摘要】
汽车气弹簧用铝合金组合管件的制造方法
本专利技术涉及一种铝合金型材的合金成分的设计及制造工艺，具体涉及一种铝合金圆管、铝合金异型管的制造方法，替代钢质材料，用作气弹簧部件—活塞杆，起到伸缩固定作用。
技术介绍
气弹簧(gasspring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的工业配件。它由以下几部分构成：压力缸、活塞杆、活塞、密封导向套、填充物(惰性气体或者油气混合物)，缸内控制元件与缸外控制元件(指可控气弹簧)和接头等。原理是在密闭的压力缸内充入惰性气体或者油气混合物，使腔体内的压力高于大气压的几倍或者几十倍，利用活塞杆的横截面积小于活塞的横截面积从而产生的压力差来实现活塞杆的运动。由于原理上的根本不同，气弹簧比普通弹簧有着很显著的优点：速度相对缓慢、动态力变化不大(一般在1：1.2以内)、容易控制。以往的气弹簧组件均为钢质材料，体积重，易磨损锈蚀，使用寿命短；而铝合金的密度要比钢铁低，并且表面处理效果好，铝合金经过先高温挤压成型，后又经过严谨的时效工艺处理，有着很高的耐腐蚀性，铝合金的表面自然会形成氧化膜，不易生锈，易保持漂亮光洁的表面；铝合金材料的强度与钢铁相比，密度是钢铁的1/3，吸收冲击能力是钢的2倍，导热性能比铁高3倍，体积要比钢铁轻，并且有着很好的回收利用价值性，随着汽车组件轻量化的发展，未来变形铝合金材料将在汽车组件中日益广泛的应用。目前，市场上出现的铝合金材质的塑性和力学性能较差，且加工精度较低、表面质量不好，难以满足汽车气弹簧用铝合金的高质量要求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决现有技术存在的上述问题，而提供一种塑性和力学性能好、加工精度高、表面质量好的汽车气弹簧用铝合金组合管件的制造方法。为达到本专利技术的上述目的，本专利技术汽车气弹簧用铝合金组合管件的制造方法是由汽车气弹簧用铝合金异型管、汽车气弹簧用铝合金圆管组合而成，汽车气弹簧用铝合金圆管的一端套装、焊接固定在汽车气弹簧用铝合金异型管内。A.汽车气弹簧用铝合金圆管的制造方法：在大量试验研究的基础上，本专利技术对汽车气弹簧用铝合金圆管的化学成分进行了优化设计，研发出了以下组分、含量的优化配方，原料中各合金元素质量百分含量为：Si0.48％～0.52％，Fe0.16％～0.20％，Cu≤0.05％，Mn≤0.05％，Mg0.51％～0.55％，Cr≤0.05％，Zn≤0.05％，Ti0.15％-0.25％，Pb0.004％～0.01％，Ca+Na0.001％-0.002％，其它单个元素含量≤0.05％，其它元素总量≤0.15％，剩余为铝。以上组分的铝棒采用以下工序、工艺加工成汽车气弹簧用铝合金圆管：1)热挤压采用卧式挤压机，配备功率数显可调式电磁感应加热炉，铝棒加热采用梯度加热工艺，可有效地控制头尾温度的差距；铝棒上机温度为：头部500℃～515℃，尾部490℃～505℃，出料口产品实测温度控制在520℃～540℃，以保证产品后序塑性加工的性能要求；挤压模具设计为组合式分流模，模具采用H13优质钢，模具内外工作定径带装配镶嵌YG8N硬质合金，模芯定径工作带部位使用高温耐磨硬质YG8N钨合金钢圈，并通过固定螺丝安装在上模前端锁紧；模孔定径工作带也使用耐磨硬质YG8N钨合金钢圈，并通过机械高温压嵌固定在下模中心孔内居正。2)冷加工对步骤1)处理后获得的铝合金素材制品，采用链式引拔机进行拉拔，链式引拔机采用三相交流变频电机调速系统，可对速度进行平滑无级调节和控制；在拉拔过程中，向管坯内外表面流体灌输喷淋运动黏稠度在600～800cst范围的润滑油。3)精整(矫直)经过步骤2)拉拔后的长料产品，再经过矫直机多辊旋压进行直线度的校整，控制产品的圆跳动度在0.05～0.08mm，同时对产品的内、外径尺寸与真圆度加以校圆，使外径真圆度控制在0.03～0.06mm范围、内径真圆度控制在0.015～0.03mm范围；并对拉拔后制品内产生的残余应力加以释放，使产品尺寸和性能稳定不反弹。4)成品锯切采用(CNC)编程全自动定尺锯切机，按单次15～20/S一个来回的运转速度进行全自动定尺锯切。5)脱脂成品锯切后的短料产品在专用槽内经过煤油浸泡用来稀释粘附在产品内外表面的拉拔润滑油，再经过酸洗除脂；除脂后的产品再经过4～6道清水槽浸泡漂清粘附在表面的酸液，进烘干炉用75～90℃/20～30分钟做低温烘干处理。6)时效处理经过步骤5)处理后的产品，采用175～190℃/5.5～7h的时效工艺，进行均匀化热处理，以满足产品所需的力学性能和硬度要求。7)机加工经过时效处理、定尺锯切后的产品，再采用(CNC)编程全自动倒角机上按外C30°、内C60°进行两端内外C倒角。两端倒角后的产品进行一端内攻丝加工。8)清洗和除毛刺步骤7)加工出的铝合金圆管产品，再经过清洗和除毛刺清洁检查无误后，按流程装箱备库。本专利技术汽车气弹簧用新型铝合金圆管的制造方法原料中各合金元素质量百分含量优选为：Si0.48％～0.52％，Fe0.16％～0.20％，Cu0.01～0.45％，Mn0.01～0.45％，Mg0.51％～0.55％，Cr0.02～0.45％，Zn0.02～0.45％，Ti0.15％-0.25％，Pb0.005％～0.008％，Ca+Na0.0012％～0.0018％，其它单个元素含量≤0.04％，其它元素总量≤0.12％，剩余为铝。在上述步骤1)中采用的挤压模具规格为Φ180mm×120T为佳，生产前加热保温时间控制在2～4h,挤压模具上机温度控制在465℃～485℃,挤压筒加热温度控制在420℃～440℃范围。在步骤2)中，拉拔工艺采用Φ20±0.1×2.0±0.1的挤压素材为宜，拉拔一次成型Φ16.2±0.1×13+0/-0.08，Φ—mm。在步骤7)中，倒角刀具采用高性能钴合金(HSS-E)高速钢；内攻丝加工采用立式齿轮式全自动/手动攻丝机，利用A/B齿轮挂盘对向交替咬合，配合变频电机可调速运转，带动夹头上下移动，夹头内装配优质高速钢螺旋丝锥进行盲孔内攻丝加工，并采用上排屑方式，配合电机油泵输送高效攻丝润滑油喷淋在产品端口与丝锥上；攻丝加工端采用气动夹盘夹持居中，运用双夹盘夹持产品，磁浮电机控制左右换位移动作业。B.汽车气弹簧用铝合金异型管的制造方法在大量试验研究的基础上，本专利技术对汽车气弹簧用铝合金异型管的制造方法的化学成分进行了优化设计，在大量试验研究的基础上，研发出了以下组分、含量的优化配方，原料中各合金元素质量百分含量为：Si0.46％～0.50％，Fe≤0.15％，Cu≤0.01％，Mn≤0.02％，Mg0.70％～0.74％，Cr≤0.01％，Zn≤0.01％，Ti0.015％-0.025％，Pb0.0004％～0.001％，Ca+Na0.001％～0.002％，其它单个元素含量≤0.01％，其它元素总量≤0.1％，剩余为铝。所述的汽车气弹簧用铝合异型管有两种结构：外轮廓为五齿花型，内轮廓为七齿花型。所述的汽车气弹簧用铝合异型管的外轮廓为五齿花型结构，异型管的外轮廓含有均匀分布的5个外齿，相邻的外齿间为弧槽，与外齿对应的内轮廓为内槽。所述的汽车气弹簧用铝合异型管的内轮廓为七齿花型结构，异型管的内轮廓含有均匀分布的7个内齿，相邻的内齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车气弹簧用铝合金组合管件的制造方法，其特征在于：所述的汽车气弹簧用铝合金组合管件是由汽车气弹簧用铝合金异型管、汽车气弹簧用铝合金圆管组合而成，其中汽车气弹簧用铝合金圆管的一端套装、焊接固定在汽车气弹簧用铝合金异型管内；所述的汽车气弹簧用铝合金圆管的原料中各合金元素质量百分含量为：Si 0.48％～0.52％，Fe 0.16％～0.20％，Cu≤0.05％，Mn≤0.05％，Mg 0.51％～0.55％，Cr≤0.05％，Zn≤0.05％，Ti 0.15％‑0.25％，Pb 0.004％～0.01％，Ca+Na 0.001％～0.002％，其它单个元素含量≤0.05％，其它元素总量≤0.15％，剩余为铝；以上组分的铝棒采用以下工序、工艺加工成汽车气弹簧用新型铝合金圆管：1)热挤压采用卧式挤压机，配备功率数显可调式电磁感应加热炉，铝棒加热采用梯度加热工艺，铝棒上机温度为：头部500℃～515℃，尾部490℃～505℃，出料口产品实测温度控制在520℃～540℃；挤压模具设计为组合式分流模，模具采用H13优质钢，模具内外工作定径带装配镶嵌YG8N硬质合金，模芯定径工作带部位使用高温耐磨硬质YG8N钨合金钢圈，并通过固定螺丝安装在上模前端锁紧；模孔定径工作带也使用耐磨硬质YG8N钨合金钢圈，并通过机械高温压嵌固定在下模中心孔内居正；2)冷加工对步骤1)处理后获得的铝合金素材制品，采用链式引拔机进行拉拔，链式引拔机采用三相交流变频电机调速系统进行控制；在拉拔过程中，向管坯内外表面流体灌输喷淋运动黏稠度在600～800cst范围的润滑油；3)精整经过步骤2)拉拔后的长料产品，再经过矫直机多辊旋压进行直线度的校整，控制产品的圆跳动度在0.05～0.08范围，同时对产品的内、外径尺寸与真圆度加以校圆，并对拉拔后制品内产生的残余应力加以释放，使产品尺寸和性能稳定不反弹；4)成品锯切采用(CNC)编程全自动定尺锯切机，按单次15～20/S一个来回的运转速度进行全自动定尺锯切；5)脱脂成品锯切后的短料产品在专用槽内经过煤油浸泡用来稀释粘附在产品内外表面的拉拔润滑油，再经过酸洗除脂；除脂后的产品再经过4～6道清水槽浸泡漂清粘附在表面的酸液，进烘干炉用75～90℃/20～30分钟做低温烘干处理；6)时效处理经过步骤5)处理后的产品，采用175℃～190℃/5.5～7h的时效工艺，进行均匀化热处理，以满足产品所需的力学性能和硬度要求；7)机加工经过时效处理、定尺锯切后的产品，再采用(CNC)编程全自动倒角机上按外C30°、内C60°进行两端内外C倒角；两端倒角后的产品进行一端内攻丝加工；8)清洗和除毛刺步骤7)加工出的铝合金圆管产品，再经过清洗和除毛刺清洁检查无误后，按流程装箱备库；所述的汽车气弹簧用铝合金异型管的原料中各合金元素质量百分含量为：Si 0.46％～0.50％，Fe≤0.15％，Cu≤0.01％，Mn≤0.02％，Mg 0.70％～0.74％，Cr≤0.01％，Zn≤0.01％，Ti 0.015％‑0.025％，Pb 0.0004％～0.001％，Ca+Na 0.001％～0.002％，其它单个元素含量≤0.01％，其它元素总量≤0.1％，剩余为铝；所述的汽车气弹簧用铝合异型管有两种结构：外轮廓为五齿花型结构，内轮廓为七齿花型两种结构。...

【技术特征摘要】
1.一种汽车气弹簧用铝合金组合管件的制造方法，其特征在于：所述的汽车气弹簧用铝合金组合管件是由汽车气弹簧用铝合金异型管、汽车气弹簧用铝合金圆管组合而成，其中汽车气弹簧用铝合金圆管的一端套装、焊接固定在汽车气弹簧用铝合金异型管内；所述的汽车气弹簧用铝合金圆管的原料中各合金元素质量百分含量为：Si0.48％～0.52％，Fe0.16％～0.20％，Cu≤0.05％，Mn≤0.05％，Mg0.51％～0.55％，Cr≤0.05％，Zn≤0.05％，Ti0.15％-0.25％，Pb0.004％～0.01％，Ca+Na0.001％～0.002％，其它单个元素含量≤0.05％，其它元素总量≤0.15％，剩余为铝；以上组分的铝棒采用以下工序、工艺加工成汽车气弹簧用新型铝合金圆管：1)热挤压采用卧式挤压机，配备功率数显可调式电磁感应加热炉，铝棒加热采用梯度加热工艺，铝棒上机温度为：头部500℃～515℃，尾部490℃～505℃，出料口产品实测温度控制在520℃～540℃；挤压模具设计为组合式分流模，模具采用H13优质钢，模具内外工作定径带装配镶嵌YG8N硬质合金，模芯定径工作带部位使用高温耐磨硬质YG8N钨合金钢圈，并通过固定螺丝安装在上模前端锁紧；模孔定径工作带也使用耐磨硬质YG8N钨合金钢圈，并通过机械高温压嵌固定在下模中心孔内居正；2)冷加工对步骤1)处理后获得的铝合金素材制品，采用链式引拔机进行拉拔，链式引拔机采用三相交流变频电机调速系统进行控制；在拉拔过程中，向管坯内外表面流体灌输喷淋运动黏稠度在600～800cst范围的润滑油；3)精整经过步骤2)拉拔后的长料产品，再经过矫直机多辊旋压进行直线度的校整，控制产品的圆跳动度在0.05～0.08范围，同时对产品的内、外径尺寸与真圆度加以校圆，并对拉拔后制品内产生的残余应力加以释放，使产品尺寸和性能稳定不反弹；4)成品锯切采用(CNC)编程全自动定尺锯切机，按单次15～20/S一个来回的运转速度进行全自动定尺锯切；5)脱脂成品锯切后的短料产品在专用槽内经过煤油浸泡用来稀释粘附在产品内外表面的拉拔润滑油，再经过酸洗除脂；除脂后的产品再经过4～6道清水槽浸泡漂清粘附在表面的酸液，进烘干炉用75～90℃/20～30分钟做低温烘干处理；6)时效处理经过步骤5)处理后的产品，采用175℃～190℃/5.5～7h的时效工艺，进行均匀化热处理，以满足产品所需的力学性能和硬度要求；7)机加工经过时效处理、定尺锯切后的产品，再采用(CNC)编程全自动倒角机上按外C30°、内C60°进行两端内外C倒角；两端倒角后的产品进行一端内攻丝加工；8)清洗和除毛刺步骤7)加工出的铝合金圆管产品，再经过清洗和除毛刺清洁检查无误后，按流程装箱备库；所述的汽车气弹簧用铝合金异型管的原料中各合金元素质量百分含量为：Si0.46％～0.50％，Fe≤0.15％，Cu≤0.01％，Mn≤0.02％，Mg0.70％～0.74％，Cr≤0.01％，Zn≤0.01％，Ti0....

【专利技术属性】
技术研发人员：时勇，胡祥树，时永皓，李勇，
申请(专利权)人：马鞍山市新马精密铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34