一种汽车空调压缩机斜盘的铸造方法及模具技术

本发明专利技术提供一种汽车空调压缩机斜盘的铸造方法及模具，该方法向料室内的熔液施加挤压压力，使得熔液通过浇道从侧面平稳流入型腔，熔液充满型腔后，从型腔垂直方向的一端向熔液施加保压压力，在熔液完全凝固前从型腔垂直方向的另一端向熔液的中心处施加补缩压力，该压力维持４～１０ｓ后取消，待浇道与型腔交接处熔液凝固后取消挤压压力，熔液完全凝固后取消保压压力，最后开模取出铸件。本发明专利技术提供的模具主要包括依次连通的料室、浇道和型腔，型腔顶端和底端各设有一通道，在通道内有用于向型腔顶端或底端提供压力的冲头。本发明专利技术铸造的铝合金斜盘致密、内部杂质含量少、外观成形良好、组织细小、热处理无气泡。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铸造
，尤其是涉及汽车空调压縮机斜盘的铸造成 形方法。技术背景现代汽车均配置有汽车空调，结构紧凑、重量轻、效率高、功耗低、 可靠性好、制冷效果好.一直是汽车空调发展的目标。空调压縮机对于空调 的性能好坏起着非常关键的作用，目前，在汽车空调上广泛应用的是斜盘 式空调压缩机。由于使用中空调压缩机的转速高(正常情况下4000 5000rpm，最高达7000rpm)，因此对于斜盘式空调压縮机的关键零部 件一斜盘有较高的要求。性能优越的斜盘不仅重量轻，而且有高的强度和 耐磨性，以适应长期高速运转和恶劣的工作条件，提高空调的可靠性和延 长使用寿命。斜盘的材质主要有铸铁和铝合金。铸铁斜盘件与目前的轿车轻量化发 展趋势背道而弛，且铸铁斜盘存在压縮机功效低，能耗大的缺点。因此， 铸铁斜盘已逐渐退出轿车空调市场，而铝合金斜盘则成为当前斜盘式空调 压缩机的首选和主要来源。市场调研发现，目前铝合金斜盘采用热模锻成形，材质主要为A390合 金。A3卯合金是过共晶的Al-Si-Cu合金。发表于《住友轻金属技术报告》 1997年第38巻第一期的文献汽车用铝合金的发展动向在第53-71页(自 動車用7》$ 二々厶合金o動向，住友軽金属技報，38 (1997)， 1:53-71) 介绍了 10缸双向斜盘式定排量压縮机，其压縮机的斜盘采用过共晶A390 合金，热模锻成形后经T6热处理提高斜盘的强度和硬度。采用热模锻成形 方法生产斜盘主要存在以下缺点1)需用定制的A390连铸坯料，并经定 量切割，以保证每一件锻造后斜盘重量及尺寸不能超差。2)料坯须加热至350 50(TC范围内方可进行成形，耗能大，成本增加。3)高硅铝合金的塑 性变形小，热模锻成形时锻件容易产生裂纹缺陷，导致成品率降低。4)热 锻造成形时需要的锻造力大，所需设备的投资高，并且模具寿命短。中国专利文献一种汽车空调压縮机铝斜盘的制造方法(申请号 200710026654.1，公开号CN101011732A)，采用了挤压铸造或称液态模锻 的方法制造汽车空调压縮机的铝合金斜盘件，其合金成分接近于A390。该 专利申请文件中所描述的铝合金斜盘制造方法主要存在如下问题1)挤压 铸造或液态模锻斜盘时，料筒内的铝合金料，包括筒壁凝固形成的硬壳、 涂料、氧化皮等全部进入铸件型腔，成形后铸件内部容易形成夹杂缺陷， 机加工后的零件成品率低。2)充型流动不畅，容易形成冷隔,且热处理后铸 件底部容易起泡，废品率高。若需消除热处理起泡，须采用抽真空的方法， 额外增加了操作工序，且铸件整体质量波动大，不稳定。3)挤压生产时， 只能做到一模一件，生产效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种汽车空调压縮机用斜盘的铸造方法，制造出 内部夹杂物含量少，结构致密的优质铝合金斜盘。本专利技术的目的还在于提 供实施上述铸造方法的模具。汽车空调压縮机用斜盘的铸造方法，具体为1) 对待处理的铝合金料作熔化处理，得到熔液；2) 将熔液注入预热后的模具料室，合模；3) 向料室内熔液施加挤压压力，使得熔液通过浇道从侧面平稳流入型腔；4) 熔液充满型腔后，从型腔垂直方向的一端向熔液施加保压压力， 使得熔液凝固后得到的铸件致密；5) 在熔液完全凝固前从型腔垂直方向的另一端向熔液的中心处施加补縮压力，消除凝固后的铸件中心处的縮松；6) 补縮压力维持4 10s后，取消该压力；7) 待资道与型腔交接处熔液凝固后取消料室内的挤压压力；8) 型腔中的熔液完全凝固后取消型腔的保压压力；9) 开模取出铸件。上述铸造方法使用的模具，包括动模型板5贴合在定模型板4的上表 面，定模型板4内设有料室2，挤压冲头1位于料室2内；其特征在于，定 模型板4与动模型板5的接触面处设有浇道7和型腔9，浇道7的一端与料 室2连通，浇道7的另一端与型腔9的侧壁连通，型腔9的顶部和底部各 设置一通道，两通道内均设有冲头，两冲头远离型腔9的一端各自连接一 个加压油缸。本专利技术具有以下技术效果(1)在料室中当挤压冲头上挤，干净熔液通过浇道平稳流入型腔，而硬壳、涂料、氧化皮等杂质会残留在料室内，从而使得铸件内部夹杂物含量减少，表面质量及外形尺寸精度高；(2)通 过向型腔顶端和底端施加补縮压力，保证铸件致密。(3)通过控制从浇道流入到型腔内的熔液流动速度及型腔排气，保证流动平稳，不巻气，铸件 热处理不起泡。附图说明图1为本专利技术的铝合金斜盘铸造模具结构示意图；图2为本专利技术一模一件制造铝合金斜盘的模具实施例示意图；图3为本专利技术一模两件制造铝合金斜盘的模具实施例示意图；图4为本专利技术实施例得到的A390铝合金斜盘铸件微观组织示意图； 图5为现有技术锻造的热模煅A390铝合金斜盘煅件的微观组织示意图。具体实施方式下面根据附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明。汽车空调压縮机斜盘的铸造方法包括以下步骤1) 对待处理的铝合金料作熔化处理，得到熔液。2) 将熔液注入预热后的模具料室，合模。3) 向料室内熔液施加挤压压力，使得熔液通过浇道从侧面平稳流入 型腔。浇道与型腔交接处的熔液流动速度控制是充型流动平稳与否的关键。试验研究表明该交接口处的铝合金液流动速度控制在650 1000mm/s可 获得不巻气，即热处理不起泡的斜盘挤压铸件。4) 熔液充满型腔后，从型腔垂直方向的一端向熔液施加保压压力， 使得凝固后得到的铸件致密。5) 在熔液完全凝固前从型腔垂直方向的另一端向熔液的中心处施加 补縮压力，通常而言，补缩压力可在保压压力维持6 12s后施加，压力不 小于20MPa，否则有可能无法将冲头压入铸件内，导致凸台中心的縮松缺 陷不能消除。6) 补縮压力维持4 10s后，取消该压力；7) 待浇道与型腔交接处熔液凝固后取消料室内的挤压压力；8) 型腔中的烙液完全凝固后取消型腔的保压压力；9) 开模取出铸件。本专利技术主要釆用间接式挤压铸造或液态模锻成形，它釆用水平曲面分 型，铝合金液从侧面充型后在型腔顶部及型腔底部实施保压或补縮加压。 在料室中当挤压冲头上挤，干净熔液通过浇道平稳流入型腔，而硬壳、涂 料、氧化皮等杂质残留在料室内，从而使得铸件内部夹杂物含量减少，表面质量及外形尺寸精度高；通过向型腔顶端和底端施加压力，〗呆证铸〗牛致 密；通过流速控制有效防止起泡，降低了废品率。为了实现上述铸造方法，本专利技术设计了相应的模具。图1为本专利技术实 施上述铸造方法采用的一种模具结构原理示意图，从下往上依次为定模底板3、定模型板4、动模型板5和动模底板6。定模型板4内设有料室2， 另有挤压冲头1的顶端处于料室2内，挤压冲头1可在料室2内上下移动。 定模型板4与动模型板5的接触面处设有与料室2连通的浇道7。定模型板 4与动模型板5的接触面处还设有侧面与浇道7另一端连通的型腔9。在型腔9的底端设有第一通道，另有补缩加压冲头10可在该通道内上下移动，用于从型腔9的底端向熔液中心处提供补縮压力。在型腔9的顶端设有第 二通道，另有保压冲头8可在该通道内上下移动，从型腔9的顶端向熔液 提供保压压力。挤压成形前，模具处于打开状态。首先将温度适宜的高质量的铝合金 液快速而又平稳地浇入到料室2，然后在挤压机(图中未示出)带动下快速 合模，快速合模的目的在于减少铝合金液在料室2中的温度下降。合模后 挤压冲头1由挤压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车空调压缩机斜盘的铸造方法，包括以下步骤：１）对待处理的铝合金料作熔化处理，得到熔液；２）将熔液注入预热后的模具料室，合模；３）向料室内熔液施加挤压压力，使得熔液通过浇道从侧面平稳流入型腔；４）熔液充满型腔后，从型腔垂直方向的一端向熔液施加保压压力，使得熔液凝固后得到的铸件致密；５）在熔液完全凝固前从型腔垂直方向的另一端向熔液的中心处施加补缩压力，消除凝固后的铸件中心处的缩松；６）补缩压力维持４～１０ｓ后，取消该压力；７）待浇道与型腔交接处熔液凝固后取消料室内的挤压压力；８）型腔中的熔液完全凝固后取消型腔的保压压力；９）开模取出铸件。

【技术特征摘要】
1、一种汽车空调压缩机斜盘的铸造方法，包括以下步骤1)对待处理的铝合金料作熔化处理，得到熔液；2)将熔液注入预热后的模具料室，合模；3)向料室内熔液施加挤压压力，使得熔液通过浇道从侧面平稳流入型腔；4)熔液充满型腔后，从型腔垂直方向的一端向熔液施加保压压力，使得熔液凝固后得到的铸件致密；5)在熔液完全凝固前从型腔垂直方向的另一端向熔液的中心处施加补缩压力，消除凝固后的铸件中心处的缩松；6)补缩压力维持4～10s后，取消该压力；7)待浇道与型腔交接处熔液凝固后取消料室内的挤压压力；8)型腔中的熔液完全凝固后取消型腔的保压压力；9)开模取出铸件。2、 根据权利要求1所述的汽车空调压缩机斜盘的铸造方法，其特征 在于，所述步骤3)中熔液以650 1000mm/s的速度从浇道流入型腔。3、...

【专利技术属性】
技术研发人员：万里，罗吉荣，吴树森，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]