一种铝合金零件的铸造工艺制造技术

本发明专利技术提供一种铝合金零件的铸造工艺，所述工艺包括如下步骤：升液；充型；增压；至少由两个设置不同压强的阶段组成的凝固；泄压。本发明专利技术提供的铝合金零件的铸造工艺，通过对铸造铝合金零件的凝固过程中的压强进行改变，能够有效提高铸造铝合金零件的综合性能和生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金零件的铸造工艺
本专利技术涉及金属铸造工艺，具体涉及一种铝合金零件的铸造工艺。
技术介绍
随着社会的发展，汽车已成为人们出行不可或缺的交通工具，汽车车轮是汽车中重要的零部件，其直接影响到汽车的安全。铝合金车轮具有重量轻、易于成型以及有良好的力学性能、物理性能、抗腐蚀性能等优点，因此在汽车领域有着广泛的应用。目前铸造铝合金车轮主要采用低压铸造工艺，低压铸造具有铸造过程易于机械化、充型性好、成品率高、适合大批量生产等优点，且铸造过程中铝液在压力下凝固，凝固后成品的强度较高。但随着汽车工业的快速发展，对铝合金车轮安全性要求的不断提高，车轮铸件综合性能不足，尤其是延伸率偏低问题日益凸显。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种铝合金零件的铸造工艺，能够有效提高铝合金零件的综合性能。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种铝合金零件的铸造工艺，所述工艺包括如下步骤：升液；充型；增压；至少由两个设置不同压强的阶段组成的凝固；泄压。上述方案中，所述至少由两个设置不同压强的阶段组成的凝固，包括如下步骤：第一高压凝固段；第一低压凝固段；第二高压凝固段；第二低压凝固段；第三高压凝固段；第三低压凝固段。上述方案中，所述第一高压凝固段，包括：将模具型腔内的压强以100～200Mbar/s的速度升压至1400～1800Mbar，维持压强3～8s后，将所述模具型腔内的压强以100～200Mbar/s的速度降压至700～1100Mbar。上述方案中，所述第一低压凝固段、所述第二低压凝固段和所述第三低压凝固段，均包括：将模具型腔内的压强维持在700～1100Mbar，维持预设时间。上述方案中，所述第二高压凝固段，包括：将模具型腔内的压强以120～250Mbar/s的速度升压至1500～3000Mbar，维持压强3～12s后，将所述模具型腔内的压强以120～250Mbar/s的速度降压至700～1100Mbar。上述方案中，所述第三高压凝固段，包括：将模具型腔内的压强以120～250Mbar/s的速度升压至3000～4500Mbar，维持压强3～12s后，将所述模具型腔内的压强以120～250Mbar/s的速度降压至700～1100Mbar。上述方案中，所述升液包括：将坩埚内铝液的压强以10～30Mbar/s的速度增加至200Mbar。上述方案中，所述充型包括：将铝液的压强以5～15Mbar/s的速度增加至360Mbar。上述方案中，所述增压包括：将0模具型腔内的压强以40～80Mbar/s的速度升压至700～1100Mbar。上述方案中，所述泄压包括：将模具型腔内的压强由700～1100Mbar降低至0Mbar。本专利技术提供了一种铝合金零件的铸造工艺，所述工艺包括如下步骤：升液；充型；增压；至少由两个设置不同压强的阶段组成的凝固；泄压；可见，本专利技术提供的铝合金零件的铸造工艺，通过将铸造铝合金零件的凝固过程分成多个阶段，每个阶段的压强不同，能够有效提高铝合金零件的综合性能和生产效率。本专利技术的其他有益效果将在具体实施方式中结合具体技术方案进一步说明。附图说明图1为现有技术中铝合金车轮的铸造工艺中各阶段压强的设置示意图；图2为本专利技术实施例一铝合金车轮的铸造工艺的流程示意图；图3为本专利技术实施例一铝合金车轮的铸造工艺中各阶段压强的设置示意图；图4为本专利技术实施例二铝合金车轮的铸造工艺中各阶段压强的设置示意图。具体实施方式目前，铝合金车轮的铸造工艺为：升液、充型、增压、低压凝固和泄压，铸造工艺中各阶段压强的设置如图1所示，具体工艺步骤如下：步骤101：升液。将坩埚内铝液的压强以20Mbar/s的速度增加至200Mbar，在此压强下，铝液可以顺利升至模具型腔入口处；步骤102：充型。将铝液的压强以10Mbar/s的速度升压至360Mbar，此时铝液充满模具型腔；步骤103：增压，将模具型腔内的压强以47Mbar/s的速度增压至850Mbar；充型阶段完成后铝合金车轮开始凝固，车轮的凝固过程包括步骤103和步骤104。步骤104：低压凝固，将模具型腔内的压强维持在850mbar至铝合金车轮整体凝固完成，维持时间是270～280s；步骤105：泄压，将模具型腔内的压强由850Mbar降低至0Mbar，铝合金车轮铸造完成。在所述增压和低压凝固阶段，可以在模具相应位置施加一定强度的风冷或水冷并维持一定时间，以保证铝合金车轮按轮辋、轮辐和法兰的顺序凝固，同时保证凝固速度。本实施例采取如上铸造工艺，其稳定生产工艺周期大于310s。热处理后，从铝合金车轮铸件不同位置取样测量性能(取6个车轮相同位置试样平均值)，测量结果如表1所示：取样位置延伸率％屈服强度MPa抗拉强度MPa轮辋4.0192255轮辐3.5188250法兰3.2185246表1从上可以看出：铝合金车轮铸件的综合性能不足，尤其是延伸率偏低，且铸造工艺时间比较长。针对上述问题，本专利技术实施例提供了一种铝合金零件的铸造工艺，所述工艺包括如下步骤：升液；充型；增压；至少由两个设置不同压强的阶段组成的凝固；泄压。本专利技术实施例提供的铝合金零件的铸造工艺，通过将铸造铝合金零件的凝固过程分成多个阶段，每个阶段的压强不同，以有效提高铸造铝合金零件的综合性能和生产效率。在一实施方式中，所述升液包括：将坩埚内铝液的压强以10～30Mbar/s的速度增加至200Mbar，在此压强下，铝液可以顺利升至模具型腔入口处，以保证升液稳定，避免铝液中卷入气体、氧化夹渣等影响铝液纯净度。在一实施方式中，所述充型包括：将铝液的压强以5～15Mbar/s的速度增加至360Mbar，在此压强下，铝液可以充满模具型腔，并保证充型稳定，避免产生气孔、夹渣等影响铸件质量。在一实施方式中，所述增压包括：将模具型腔内的压强以40～80Mbar/s的速度升压至700～1100Mbar，在此压强下，能够提高型腔内铝液的致密度及铝液与模具型腔的贴合度。在一实施方式中，所述至少由两个设置不同压强的阶段组成的凝固，包括如下步骤：第一高压凝固段；第一低压凝固段；第二高压凝固段；第二低压凝固段；第三高压凝固段；第三低压凝固段。通过在铝合金零件凝固过程中交替施加高低压，使铝合金零件关键部位在高压强下凝固，增加了关键部位的金属致密度，进而提高了铝合金零件的综合性能。在一实施方式中，所述第一高压凝固段，包括：将模具型腔内的压强以100～200Mbar/s的速度升压至1400～1800Mbar，维持压强3～8s后，将所述模具型腔内的压强以100～200Mbar/s的速度降压至700～1100Mbar。进一步增大型腔内压强，可使铝合金零件的第一部分结构的铝液在高压强下进行凝固，增加了该部分结构的金属致密度；维持数秒后将压强降至低压，避免了长时间高压对工艺及模具状态等的影响，提升了工艺稳定性。所述第一部分结构为铝合金零件最先凝固的部位。这里的升压速度、最终压强和维持时间可以根据具体的材质、设备大小和温湿度等情况确定，确定原则参照现有的低压铸造技术，下面步骤中的升压速度、最终压强和维持时间也按此原则确定。在一实施方式中，所述第一低压凝固段、所述第二低压凝固段和所述第三低压凝固段，均包括：将模具型腔内的压强维持在700～1100Mbar，维持预设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金零件的铸造工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：升液；充型；增压；至少由两个设置不同压强的阶段组成的凝固；泄压。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金零件的铸造工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：升液；充型；增压；至少由两个设置不同压强的阶段组成的凝固；泄压。2.根据权利要求1所述的铝合金零件的铸造工艺，其特征在于，所述至少由两个设置不同压强的阶段组成的凝固，包括如下步骤：第一高压凝固段；第一低压凝固段；第二高压凝固段；第二低压凝固段；第三高压凝固段；第三低压凝固段。3.根据权利要求2所述的铝合金零件的铸造工艺，其特征在于，所述第一高压凝固段，包括：将模具型腔内的压强以100～200Mbar/s的速度升压至1400～1800Mbar，维持压强3～8s后，将所述模具型腔内的压强以100～200Mbar/s的速度降压至700～1100Mbar。4.根据权利要求2所述的铝合金零件的铸造工艺，其特征在于，所述第一低压凝固段、所述第二低压凝固段和所述第三低压凝固段，均包括：将模具型腔内的压强维持在700～1100Mbar，维持预设时间。5.根据权利要求2所述的铝合金零件的铸造工艺，其特征在于，所述第二高压凝固段，包括：将模具型腔内的压强以120～250Mbar/s的速度升压至1500～300...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾建国，武汉琦，孙洪岩，
申请(专利权)人：中信戴卡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13