制造机动车底盘零件的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于制造机动车底盘零件的方法和装置，该机动车底盘零件能承受拉伸应力、压缩应力和扭力并且具有能够在各个横截面上调整的机械强度，并且还具有高的韧性和温度稳定性，所述机动车底盘零件借助永久型铸模铸造由AlSiZnMg合金制成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造机动车底盘零件的方法和装置
本专利技术涉及制造机动车底盘零件的方法和装置，所述机动车底盘零件能承受拉伸应力、压缩应力和扭力并且具有能够在各个横截面上调整的机械强度，并且还具有高的韧性和温度稳定性，所述机动车底盘零件借助永久型铸模铸造由AlSiZnMg合金制成。
技术介绍
借助重力铸造法或低压铸造法由人工老化合金制造高应力机动车底盘是公知的。人工老化合金包括例如G-AlSi12、G-AlSi10Mg, G-AlSi5Mg, G-Al3Si以及含铜合金，它们可以额外地包含钛、镁、镍或者镍和镁。热处理取决于各个合金。例如G-AlSiltlMg在520°C至530°C进行固溶热处理并且，在3至5小时的固溶热处理之后，在20°C的水中淬火。人工老化在160°C与165°C之间的温度下进行8至10小时。与铸造热处理相关的各个合金的准确数据能够在第14版的《Aluminiumtaschenbuch》的429及其后页的7.8章中找到。就时间和金钱而言，需要在铸造工序之后执行的多级热处理是昂贵的。成功的热处理在于，准确遵守热处理规范，以及在每种情况下使用的退火炉都必须仅允许温度上的非常小的区域差异。因为老化-硬化的条件总是施加到全部部件零件上，因此其微组织不能够最佳地适应于底盘零件经受的应力，该应力在横截面上是变化的。通常地，下面的与机械强度相关的最小值必须实现:大于160MPa的屈服强度和大于5%的应变A。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够生产重型底盘零件的简单的和具经济效益的方法以及适用于执行所述方法的铸造装置，该底盘零件的机械强度值能够在各个横截面上进行调整，并且该底盘零件具有高的韧性和温度稳定性以及低的孔隙率，使用AlSiZnMg类型的天然老化合金。为了实现上述目的，根据专利权利要求1的方法和根据专利权利要求5的装置被提出。所述方法的优选实施例在权利要求2至4中示出，而装置权利要求6至12示出了装置权利要求5的优选的进一步的改进。因此，用于制造能够经受拉伸-压缩应力和扭力的机动车底盘零件的本专利技术方法涉及影响由AlSiZnMg合金制造的铸件的机械强度、韧性和温度稳定性。根据本专利技术，铝合金包含(以重量百分率计):Si 5-11%Zn 4-9%Mg 0.2-1.0%Sr 60_500ppm并且任选地，下面元素中的至少一种:Mo 0.01-0.15%B 0.001-0.010%并且最闻Zr 0.15%Ti 0.15%Fe 0.30%Cu 0.10%以及其他的杂质单独计最高至0.07%总计最高至0.15%。将该招合金烧铸在在分段式永久型铸模，该分段式永久型铸模以壳形状的方式适应于底盘零件的轮廓，所述永久型铸模的单独段在从点状到表面状配置的区域中冷却或加热，因此生产出由铝混合晶体与具有由MgZnjP /或Mg3Zn3Al2析出形成的相干相的AlSi共晶组成的枝晶间、共晶混合晶体结构，并且在固化之后，立即将铸件从铸模中移除并且自然老化。优选地，永久型铸模/底盘的质量比是0.9:1.2，并且共晶熔体在永久型铸模壳体中以0.01至10°C /s的冷却速率间歇性地冷却或加热，从而获得具有枝晶间地分布在AlSi共晶中的金属间相的膏状固化，由`此形成AlSiZnMg混合晶体结构，其在机动车底盘零件的各个横截面上都是均匀和同一的。为了实现熔体的晶粒细化，有利地，可以添加AlB2、Al3Ti和AlTiC形式的硼(B)和/或钛(Ti)，并且通过对熔体的处理(除气)能够调整出小于10%的密度指数。根据本专利技术方法，将熔体填充到壳形永久型铸模中使得熔体自底部上升(低压永久型铸模)或者自顶部下落(重力永久型铸模)，在填充阶段，永久型铸模的壁具有350至410°C的温度，并且将熔体在受到拉伸/压缩应力的横截面处以5至10°C /s的冷却速率选择性地和间歇性地淬火，直到完全的固化出现，而将底盘零件的韧性区域以0.1至4°C/s的冷却速率冷却。根据本专利技术的用于制造由AlSiZnMG合金制成的重型底盘零件的装置包括:钢底座I ;一个或多个铸模段2、3 ;脱模器系统和浇铸系统；以及进一步的用于铸模段的与水冷或空气冷却以及加热相关的温控器。由永久型铸模壳制成的铸模段2，3具有浮动地支撑在底座I上的薄壁和厚壁区域，其中厚壁区域形成为用于底座上的铸模段的支撑件，而紧固螺栓布置在薄壁区域中从而实现将铸模段准确地紧固到底座。为了冷却铸模段，水管连接件或通气连接件设置在具有点状到表面状配置的带区上，借助热传感器可以检测局部温度分布，铸模段中的各个热应力借助紧固螺栓补偿。根据本专利技术的装置的进一步的改进在于，该支撑件布置在铸模段(2，3)的边缘区域中，并且支撑件均设置有定心装置和滑动面，所述滑动面对应于钢架(1)上的相应形状的相对表面。在永久型铸模壳体的轮廓区域中，布置了脱模器，除了用于分离铸件外，脱模器也可以用于通气，并且如果有需要，用于冷却所述铸模腔。永久型铸模可以经由缝式喷嘴和通气插入件13至16通气，其中型芯气体的吸入经由相应的连接件执行，优选在型芯座、或者芯插入件或插入零件的区域中执行。有利地，具有点状到表面状配置的带区设置有特殊的冷却装置，例如垂直冷却孔或板式冷却装置，与点状区域(相对于直径)在10至40mm，优选为15至25mm的范围内；以及表面状带区配置为1000至50000mm2的范围内。【附图说明】下文中，借助于多个实施例的实例将对本专利技术进行更加详细的解释。附图显示:图1是穿过根据本专利技术的装置的横截面；图2是图1所示的根据本专利技术的装置的边缘区域的部分横截面；图3是图1所示的根据本专利技术的装置的中央区域的部分横截面；图4是用于根据本专利技术的装置的区域冷却的冷却装置的立体图；图5是在温度传感器的区域中的穿过根据本专利技术的装置的部分横截面；图6是在垂直冷却孔的区域中的穿过根据本专利技术的装置的部分横截面；图7至图9是在空气冷却区域中的根据本专利技术的装置的三种变型；图10是在通气口区域中的根据本专利技术的装置的部分横截面；图11是用于根据本专利技术的装置的通气插入件的立体图； 图12至图14是根据本专利技术的通气口的不同的变型；图15至图17是根据本专利技术的永久型铸模壁的助流器件(flow aids)和开槽(fluting)；图18和图19是永久型铸模中的脱模器的设计和布置。【具体实施方式】图1示出了没有冷却或加热装置的用于机动车底盘零件生产的分段式永久型铸模的基本结构，所述机动车底盘零件能够经受拉伸-压缩应力和扭力。所述分段式永久型铸模以壳形状方式适应于机动车底盘零件的轮廓，其包括:底座1，铸模段2、3以及用于支撑底板I上的铸模段的支撑件20、30。将铸模段2、3连接到底板I上的紧固螺栓12.1和12.2布置在插入件4的侧面，插入件4优选地由基于钨-镍的重型特种合金制成。根据图1，铸模段2、3具有薄壁和厚壁区域，其中在根据图1的实例中，该厚壁区域被配置作为支撑件20、30。该轴承区域的更加详细的描绘参见根据图2的部分横截面。如图2所示，支撑件20的上部分形成为布置在滑动构件23上的滑动面21，滑动构件23非固定地连接到铸模段。为了使铸模段在底板上居中，每个滑动构件23分别与各自的定位销22连接。借助该设计使得当热应力出现时，可以确保底座中的铸模段的定向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.11 DE 102010007812.31.一种制造机动车底盘零件的方法，所述机动车底盘零件能承受拉伸应力、压缩应力和扭力并且具有能够在各个横截面上调整的机械强度以及高的韧性和温度稳定性，所述机动车底盘零件借助永久型铸模铸造由AlSiZnMg合金制成，其特征在于，铝合金包含(以重量百分率计): Si5-11% Zn 4-9% Mg 0.2-1.0% Sr 60_500ppm并且任选下面兀素中的至少一种:Mo 0.01-0.15% B 0.001-0.010% 以及最闻 Zr 0.15% Ti 0.15% Fe 0.30% Cu 0.10% 以及另外的杂质 单独计最高至0.07%` 总计最高至0.15%， 将该铝合金在分段式永久型铸模中铸造，所述分段式铸模以壳形状的方式适应于所述底盘零件的轮廓，该永久型铸模的单独段在从点状到表面状配置的区域中冷却或加热，因此生产出由铝混合晶体与具有由MgZn2和/或Mg3Zn3Al2析出形成的相干相的AlSi共晶组成的枝晶间、共晶混合晶体结构，并且在固化之后，立即将所述铸件从所述铸模中移除并且自然老化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，永久型铸模/底盘的质量比是0.9:1.2，并且共晶熔体以0.01至10°C /s的冷却速率，在永久型铸模壳体中间歇性地冷却或加热，从而获得具有枝晶间地分布在AlSi共晶中的金属间相的膏状固化，由此形成AlSiZnMg混合晶体结构，所述AlSiZnMg混合晶体结构在机动车底盘零件的每个横截面中都是均匀和同一的。3.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，为了实现熔体的晶粒细化，以AlB2, Al3Ti和AlTiC的形式添加B和/或Ti，并且通过对所述熔体的处理(除气)调节密度指数小于10%。4.根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述熔体被填充到所述壳形状永久型铸模中，使得所述熔体自底部上升(低压永久铸模)或者自顶部下落(重力永久铸模)，在填充阶段，所述永久型铸模的壁具有350至410°C的温度，并且所述熔体在受到拉伸应力/压缩应力的横截面处以5...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡贝特·科赫，安德烈亚斯·克莱内，埃哈德·施塔克，马尼坎达恩·洛加纳坦，克劳斯·格雷文，罗兰·戈尔茨，
申请(专利权)人：特里梅特铝业股份公司，梅科埃克尔有限两合公司，KSM铸造集团有限公司，
类型：
国别省市：