CN102699312B - 铝合金转向节的低压铸造工艺及模具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铝合金转向节的低压铸造工艺及模具。它包括如下工艺步骤：A材料的选用和制备（采用A356，按合金液总量加入质量百分数为0.04～0.05﹪的Sr对铝液进行变质，使铝液结晶时的晶粒细化）；B产品铸造，采用低压铸造模具进行铸造；包括：下过滤网、合模、升液、充型、保压、开通水冷、卸压、关水冷、开上模、顶出、取件步骤。它主要解决现有铝合金转向节锻造方法存在设备吨位大，制造过程中工序复杂，材料成本高等问题，它不需要昂贵的投资，即能生产符合要求的铸件产品，且铸件的组织致密度高，铸件质量好，生产效率高。同时金属液的利用率高，辅助材料消耗少。

Description

铝合金转向节的低压铸造工艺及模具
技术领域
本发明涉及低压铸造工艺制备零件技术领域，特别是一种铝合金转向节的低压铸造工艺及模具。
背景技术
汽车转向节是连接汽车方向盘与前轮轮轴的部件，并与减震器相连。它主要有三部分功能：1与前轮轴相连接，承担轴传来的力和力矩，2汽车转向的转动部件，3吸收汽车行进过程中的震荡。它是汽车中应力最为集中、最为复杂的零件；在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此，要求其具有很高的强度。目前传统的铝合金转向节多以锻件为主，铝合金锻造有着设备吨位大，制造过程中工序复杂，材料成本高等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝合金转向节的低压铸造工艺及模具，它主要解决现有铝合金转向节锻造方法存在设备吨位大，制造过程中工序复杂，材料成本高等问题，它不需要昂贵的投资，即能生产符合要求的铸件产品，且铸件的组织致密度高，铸件质量好，生产效率高。同时金属液的利用率高，辅助材料消耗少。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是。
一种铝合金转向节的低压铸造工艺，其特征在于：它包括如下工艺步骤：
A材料的选用和制备：
铝合金材料采用A356，将A356合金锭放入熔化炉中进行熔化，熔化后对合金液进行变质、精炼处理，精炼温度为730～740℃，并按合金液总量加入质量百分数为0.04～0.05﹪的Sr对铝液进行变质，使铝液结晶时的晶粒细化；同时采用旋转除气机通入氩气10～15min进行铝液除气，除气完成后将铝液静置10～15min；降低铝液中的含气量，最后将处理好的合金液注入到低压铸造机的保温炉内待用；
B产品铸造：
采用低压铸造模具进行铸造；包括：下过滤网、合模、升液、充型、保压、开通水冷、卸压、关水冷、开上模、顶出、取件步骤；
浇注前先将保温套和模具进行预热，控制模具预热温度为340±20℃；使保温炉里的铝液温度为705±10℃；合模后进行浇注；充型工艺参数分别为：升液压力0.0155MPa、升液时间为12秒、充型压力为0.022MPa、充型时间为10秒、保压压力为0.05～0.06MPa、保压时间为130±20秒、冷却时间为50±20秒，进行开模，当铸件随上模上移到设定的高度后，顶出铸件。
所述的铝合金转向节的低压铸造工艺，其特征在于：所述的Sr以含Sr量为10﹪铝锶中间合金的形式加入。
一种如上所述的铝合金转向节的低压铸造工艺中采用的模具，其特征在于：它由上模、下模两个部分组成；其中：
上模包括上模块、上模板、分流锥、顶出机构和复位机构；所述的上模块和上模板相固定，分流锥固定在上模块中心对应浇口部位；在上模设置顶杆，顶杆固定在顶板上并通过顶板导向杆固定在上模上，组成顶出机构；所述的复位机构为复位杆；
下模包括下模块、下模板、浇口套及保温套；所述的下模块与下模板连接；浇口设置在下模块中心；浇口套为浇口部位做成的镶块，保温套上与浇口套相联、下与低压机升液管相联，形成铝液通道；所述的浇口部位设置有加热管；
所述的上模和下模之间还设置有合模定位机构。
所述的模具，其特征在于：所述的模具上设置3路水冷，它们的位置分别设置在分流锥、上模和下模处；在上模块上设置一道循环冷却水路，下模设置一道循环冷却水路。
所述的模具，其特征在于：所述的分流锥的水冷开启时间是保压130秒后开启，冷却40S后关闭；上模一路水冷同时于保压50S后开启，冷却80S后关闭；下模一路水冷于保压100S后开启，冷却50S后关闭。
所述的模具，其特征在于：所述的模具采用埃奇森DAG395涂料喷涂，涂料的厚度控制在0.3mm左右；内浇口部位，采用福士科36#涂料涂刷，其厚度确保在1mm左右，确保浇口部位的铝液的保温效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过改进铸造铝合金原材料成分，控制熔炼、精炼及浇注的过程，来提高铸造铝合金铸件的机械性能。
附图说明
图1是本发明中铸造模具下模的总装图。
图2是本发明中铸造模具下模的剖面图。
图3是本发明中铸造模具上模的总装图。
图4是本发明中铸造模具上模的俯视图。
具体实施方式
本发明公开了一种铝合金转向节的低压铸造工艺，它包括如下工艺步骤：
A材料的选用和制备：
铝合金材料采用A356，将A356合金锭放入熔化炉中进行熔化，熔化后对合金液进行变质、精炼处理，精炼温度为730～740℃，并按合金液总量加入质量百分数为0.04～0.05﹪的Sr对铝液进行变质，使铝液结晶时的晶粒细化；同时采用旋转除气机通入氩气10～15min进行铝液除气，除气完成后将铝液静置10～15min；降低铝液中的含气量，最后将处理好的合金液注入到低压铸造机的保温炉内待用。
B产品铸造：
采用低压铸造模具进行铸造；包括：下过滤网（如：手工下过滤网）、合模、升液、充型、保压、开通水冷、卸压、关水冷、开上模、顶出、取件步骤；
浇注前先将保温套和模具进行预热，控制模具预热温度为340±20℃（模具温度过高或者过低均不利于该产品的内部质量）；使保温炉里的铝液温度为705±10℃；合模后进行浇注；充型工艺参数分别为：升液压力0.0155MPa、升液时间为12秒、充型压力为0.022MPa、充型时间为10秒、保压压力为0.05～0.06MPa、保压时间为130±20秒、冷却时间为50±20秒，进行开模，当铸件随上模上移到设定的高度后，顶出铸件。
作为一种优选方式，所述的Sr以含Sr量为10﹪铝锶中间合金的形式加入。
如图1-4所示，它是本发明铝合金转向节的低压铸造工艺中采用的模具，其特征在于：它由上模、下模两个部分组成；其中：
上模包括上模块9、上模板14、分流锥10、顶出机构和复位机构；所述的上模块9和上模板14相固定，分流锥10固定在上模块9中心对应浇口部位；在上模设置顶杆18，顶杆18固定在顶板15上并通过顶板导向杆12固定在上模上，组成顶出机构；所述的复位机构为复位杆11，复位杆均布在模具的四个角，固定在顶出机构的顶板上，合模时通过复位杆将顶板复位。
下模包括下模块2、下模板1、浇口套7及保温套8；所述的下模块2与下模板1连接；浇口5设置在下模块1中心；浇口套7为浇口部位做成的镶块，保温套8上与浇口套7相联、下与低压机升液管相联，形成铝液通道；所述的浇口5部位设置有加热管6（可设置两根），它可使浇口部位的模具温度高于其它部位。
所述的上模和下模之间还设置有合模定位机构（包括图1中的合模销套6和图3中的模脚13）。
本发明中的模具上设置3路水冷，它们的位置分别设置在分流锥（如图4中的分流锥水路）、上模（如图4中的上模水路17）和下模（如图1中的下模水路3）处；在上模块上设置一道循环冷却水路，下模设置一道循环冷却水路。使用过程中，所述的分流锥的水冷开启时间是保压130秒后开启，冷却40S后关闭；上模一路水冷同时于保压50S后开启，冷却80S后关闭；下模一路水冷于保压100S后开启，冷却50S后关闭。设置上述结构水冷通道的目的是通过控水冷的时间来调控模具的温度，确保铸件形成由远离浇口部位到浇口部位形成顺序的温度场。
本发明中的模具可采用埃奇森DAG395涂料喷涂，涂料的厚度控制在0.3mm左右；内浇口部位，采用福士科36#涂料涂刷，其厚度确保在1mm左右，确保浇口部位的铝液的保温效果。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围，即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (5)

1.一种铝合金转向节的低压铸造工艺，其特征在于：它包括如下工艺步骤：
A材料的选用和制备：
铝合金材料采用A356，将A356合金锭放入熔化炉中进行熔化，熔化后对合金液进行变质、精炼处理，精炼温度为730～740℃，并按合金液总量加入质量百分数为0.04～0.05﹪的Sr对铝液进行变质，使铝液结晶时的晶粒细化；同时采用旋转除气机通入氩气10～15min进行铝液除气，除气完成后将铝液静置10～15min；降低铝液中的含气量，最后将处理好的合金液注入到低压铸造机的保温炉内待用；
B产品铸造：
采用低压铸造模具进行铸造；包括：下过滤网、合模、升液、充型、保压、开通水冷、卸压、关水冷、开上模、顶出、取件步骤；
浇注前先将保温套和模具进行预热，控制模具预热温度为340±20℃；使保温炉里的铝液温度为705±10℃；合模后进行浇注；充型工艺参数分别为：升液压力0.0155MPa、升液时间为12秒、充型压力为0.022MPa、充型时间为10秒、保压压力为0.05～0.06MPa、保压时间为130±20秒、冷却时间为50±20秒，进行开模，当铸件随上模上移到设定的高度后，顶出铸件。
2.根据权利要求1所述的铝合金转向节的低压铸造工艺，其特征在于：所述的Sr以含Sr量为10﹪铝锶中间合金的形式加入。
3.根据权利要求1或2所述的铝合金转向节的低压铸造工艺，其特征在于：该工艺中的低压铸造模具由上模、下模两个部分组成；其中：
上模包括上模块（9）、上模板（14）、分流锥（10）、顶出机构和复位机构；所述的上模块（9）和上模板（14）相固定，分流锥（10）固定在上模块（9）中心对应浇口部位；在上模设置顶杆（18），顶杆（18）固定在顶板（15）上并通过顶板导向杆（12）固定在上模上，组成顶出机构；所述的复位机构为复位杆（11）；
下模包括下模块（2）、下模板（1）、浇口套（7）及保温套（8）；所述的下模块（2）与下模板（1）连接；浇口（5）设置在下模块（1）中心；浇口套（7）为浇口部位做成的镶块，保温套（8）上与浇口套（7）相联、下与低压机升液管相联，形成铝液通道；所述的浇口（5）部位设置有加热管（6）；
所述的上模和下模之间还设置有合模定位机构。
4.根据权利要求3所述的铝合金转向节的低压铸造工艺，其特征在于：所述的模具上设置3路水冷，它们的位置分别设置在分流锥、上模和下模处；在上模块上设置一道循环冷却水路，下模设置一道循环冷却水路。
5.根据权利要求4所述的铝合金转向节的低压铸造工艺，其特征在于：所述的分流锥的水冷开启时间是保压130秒后开启，冷却40S后关闭；上模一路水冷同时于保压50S后开启，冷却80S后关闭；下模一路水冷于保压100S后开启，冷却50S后关闭。
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