CN100453261C - 铸造铝合金零件复合塑性成型方法 - Google Patents
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Abstract
一种铸造铝合金零件复合塑性成型方法，适合于制造形状比较复杂的零件，如壳体类或杯类汽车零件；目的是易成形、制成的零件表面质量好、内部组织致密。本发明方法是将铸造铝合金毛坯经热挤压制成棒料，并锯切成所需要的坯料；将坯料和模具加温，将坯料放入模具内，用油压机挤压；将成型零件再加热至480～500℃，保温15～30分钟进行热处理；将加热零件马上放入冷水槽中进行水淬处理；将零件再次加热，并保温8～12小时后，随炉冷却进行人工时效处理；将零件放入精密冷挤压模具中采用油压机常温挤压成型；放入NaOH溶液中浸泡，在流水中冲洗，再用压缩空气吹干。
Description
技术领域
本发明涉及一种铸造铝合金汽车零件的塑性成型工艺，特别是一种温热状态下封闭模内精密挤压成型工艺。
背景技术
铸造铝合金压铸工艺已在汽车、航空、仪表、纺织、国防等领域得到了广泛应用，但由于其工艺条件所限，铝合金压铸件的内部组织致密性较差，缩孔、缩松等缺陷难以根本消除，故无法生产出满足高温、高压条件下工作的薄壁零部件。变形铝合金目前较多采用的是冷挤压工艺，但由于铝合金在室温下的变形抗力较大，一次变形工序的最大变形程序受到模具材料允许应力的限制而不能采用较大的数值，有的铝合金材料在室温下塑性较差，因而一个零件需要较多的工序才能完成，这就降低了冷挤压工艺的经济效益。变形铝合金热挤压虽然挤压力可以显著地降低，变形容易，但由于毛坯在加热过程中的氧化、过热、过烧和裂纹、大晶粒、折叠和流线不顺、气泡、粘模、起皮和表面粗糙、热膨胀等因素，使制件质量远比不上冷挤压件。
发明内容
本发明目的就是克服上述现有技术的不足，提供一种易成形、且制成的零件表面质量好、内部组织致密的铸造铝合金零件复合塑性成型方法。
本发明属于介于冷挤压和热挤压之间的铸造铝合金温热挤压工艺，是把被挤压材料加热到某个合适的温度之后进行挤压处理的一种压力加工工艺。
本发明方法是：
1.根据所要制取零件的尺寸或重量将铸造铝合金毛坯经500～550℃热挤压制成棒料，并锯切成所需要的坯料；
2.将坯料加温至250～480℃；将带有插入式加热棒的模具加温至200～400℃；将坯料放入模具内，采用吨位为300～1000T、挤压速度为10～60mm/s的油压机进行挤压处理；
3.将挤压处理后的零件再加热至480～500℃，保温15～30分钟进行热处理；
4.将热处理后的零件马上放入冷水槽中进行水淬处理；
5.将零件再次加热至120～200℃，升温速度1～2℃/min，保温8～12小时后，随炉冷却进行人工时效处理；
6.将时效处理后的零件放入精密冷挤压模具中，采用100～300T油压机常温挤压成型；
7.放入温度为60～80℃、浓度为5～15％的NaOH溶液中浸泡3～5分钟进行脱脂处理，除去工件表面的油污；
8.在流水中冲洗2～3分钟，再用压缩空气吹干。
本发明适合于制造形状比较复杂的零件，如壳体类或杯类铝合金汽车零件。本发明克服了冷挤压和热挤压工艺的缺点，挤压力大幅度降低。许多采用冷挤压工艺难以加工的零件均可以采用本发明工艺实现，而不需要特别大吨位的挤压设备。由于变形抗力减小，模具负荷减小，可以增加一次变形工序的变形程度，同时也可以适当选择模具材料，显著地提高模具寿命。本发明与热挤压工艺相比，易成形、工序数量少，能量消耗低，易于组织连续生产。制成的零件表面几乎没有氧化、脱氧，零件表面质量好、内部组织致密，尺寸精度高、膨胀系数小、摩擦系数较低。
具体实施方式
实施例1：用于制造汽车发动机管理系统执行器壳体零件，如油压叶片式执行器(VCT)壳体，其方法是：
(1)根据所要制取零件的尺寸将直径140mm的YZ108压铸铝合金毛坯料经520℃热挤压制成直径为60mm的棒料；再锯切成20mm长的坯料。
(2)将坯料放入箱式电阻炉中加温至470℃，将带有插入式加热棒的模具加温至350℃。将模具内涂上润滑剂，将坯料放入模具内，在600T油压机上用50mm/s的挤压速度挤压成型。
(3)再放入箱式电阻炉中加热至480℃±5℃，保温20分钟进行热处理。
(4)将零件从箱式电阻炉中取出，马上放入冷水槽中水淬处理。
(5)将零件再次放入箱式电阻炉中加热，升温至190℃，升温速度1～2℃/min，保温时间10小时，然后随炉冷却进行人工时效处理。
(6)将零件放入精密冷挤压模具中，采用150T压力机常温挤压成型。
(7)放入温度60℃、浓度10％的NaOH溶液中浸泡5分钟进行脱脂处理。
(8)在流水中冲洗2～3分钟，再用压缩空气吹干。
步骤(2)中所用润滑剂为乳化石墨；模具材料采用H13高合金热模钢，经过线切割、人工研磨抛光加工而成。这种模具可保证成型零件的内腔尺寸公差在±0.06mm内。步骤(6)中所用精密冷挤压模具材料采用D2合金模具钢，经过线切割、数字式模具抛光机加工而成。这种模具可保证成型零件的内腔尺寸公差在±0.03mm以内。
实施例2：用于制造汽车发动机上的杯类零件，如活塞，其方法是：
(1)根据所要制取零件的尺寸将直径为220mm的ZL109压铸铝毛坯料，经510℃热挤压制成直径为90mm的棒料；再锯切成25mm长的坯料。
(2)将坯料放入箱式电阻炉中加温至460℃，将带有插入式加热棒的模具加温至380℃。将模具内涂上润滑剂，将坯料放入模具内，采用35mm/s的挤压速度在800T油压机上初步挤压处理。
(3)再放入箱式电阻炉中加热至490℃±5℃，保温20分钟进行热处理；
(4)将零件取出，马上放入冷水槽中水淬处理。
(5)将零件再次放入箱式电阻炉中加热，升温至180℃，升温速度为2℃/min，保温12小时后，随炉冷却进行人工时效处理。
(6)将零件放入精密冷挤压模具中，采用200T压力机常温挤压成型。
(7)放入温度60℃、浓度10％的NaOH溶液中浸泡5分钟进行脱脂处理；
(8)在流水中冲洗2～3分钟，然后用压缩空气吹干。
步骤(2)中所用润滑剂为乳化石墨；模具材料采用H13高合金热模钢，经过线切割、人工研磨抛光加工而成。这种模具可保证成型零件的内腔尺寸公差在±0.075mm内。步骤(6)中所用模具材料采用D2合金钢，经过线切割、数字式模具抛光机加工而成。这种模具可保证成型零件的内腔尺寸公差在±0.03mm内。
经有关部门检测，采用本发明方法制得的铸造铝合金壳体类和杯类零件的线膨胀系数为9-11×10-6/K，在150℃温度条件下，最高可承受15MPa的工作压力而无泄露。
Claims (1)
1、一种铸造铝合金零件复合塑性成型方法，其特征是：
(1)根据所要制取零件的尺寸或重量将铸造铝合金毛坯经500～550℃热挤压制成棒料，并锯切成所需要的坯料；
(2)将坯料加温至250～480℃；将带有插入式加热棒的模具加温至200～400℃；将坯料放入模具内，采用吨位为300～1000T、挤压速度为10～60mm/s的油压机进行挤压处理；
(3)将挤压处理后的零件再加热至480～500℃，保温15～30分钟进行热处理；
(4)将热处理后的零件马上放入冷水槽中进行水淬处理；
(5)将零件再次加热至120～200℃，升温速度1～2℃/min；保温8～12小时后，随炉冷却进行人工时效处理；
(6)将时效处理后的零件放入精密冷挤压模具中，采用100～300T油压机常温挤压成型；
(7)放入温度为60～80℃、浓度为5～15％的NaOH溶液中浸泡3～5分钟进行脱脂处理，除去工件表面的油污；
(8)在流水中冲洗2～3分钟，再用压缩空气吹干。
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| 漫谈汽车单向器的冷挤压. 屠元子.机械工人.热加工，第1997年卷第1期. 1997 |
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