CN102492904B - 一种汽缸体铝合金型材挤压加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽缸体铝合金型材挤压加工工艺，包括以下步骤：a、铸棒配料-b、铸棒熔炼-c、铸棒铸造-d、均匀化处理-e、铸棒表面处理-f、铸棒加热-g、模具加热-h、挤压生产-i、在线淬火-j、型材时效；严格控制该工艺步骤过程中的各参数，可以制得优质的铝合金汽缸体型材，性能优越，规定非比例延伸强度可达245MPa以上、抗拉强度可达290MPa以上、断后伸长率可达10％以上；采用铝合金质汽缸体，使车重大幅度降低，能有效降低燃油消耗和提高操控表现。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金制造领域，尤其涉及一种汽缸体铝合金型材挤压加工工艺。
背景技术
在现有技术中，汽车发动机用气缸主要采用的是铸铁，而铝合金汽缸体与之最大的不同就是重量，铝合金发动机比铸铁发动机可以轻一半的重量。对于轿车来说，车体本身总重量就不高，发动机所占的重量比例不能忽略，重量减轻的最直接效果便是油耗方便表现的增强。而发动机的重量也直接影响车辆的行驶性能，由于一般轿车多为前轮驱动，如前舱重量过重，车辆拐弯时会引起过多转向，并且制动距离也会加长。采用铝合金质的汽缸体，可以轻一半的发动机重量，能有效降低燃油消耗和提高操控表现。不足之处是铝制材料价格昂贵；而且制造工艺复杂，不易控制，容易导致影响汽缸体的性能，产生缺陷。
针对上述不足，需要提供一种汽缸体用铝合金的制造工艺，以解决现有技术中存在的技术难题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种汽缸体铝合金型材挤压加工工艺，通过本方法可以得到性能良好、缺陷少的优质的铝合金汽缸体型材，工艺简单，成本较低。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种汽缸体铝合金型材挤压加工工艺，包括以下步骤：
a、铸棒配料：采用6005合金，元素质量百分数配比满足如下要求；
b、铸棒熔炼：将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在710℃-760℃，并使用熔剂进行精炼覆盖；投料30min-60min后，待炉内出现铝水时，开始搅拌，再经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在720℃-750℃条件下静置保持20-30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；
c、铸棒铸造：采用油滑铸造，铸造温度控制在680℃-720℃，铸造速度控制在26-42mm/min，铸造冷却水流量控制在950-1350l/min；
d、均匀化处理：均匀化处理要在均质炉进行，温度在550±10℃之间保温10小时；
e、铸棒表面处理：铸棒表面车皮10mm，外表的粗糙度Ra应不低于6.3μm；
f、铸棒加热：铸棒在棒炉中加热为梯度加热头、尾温差在10℃-20℃之间，铸棒在炉中加热温度为控制为490±10℃；
g、模具加热：模具在模具加热炉中以500±10℃保温3-8小时；
h、挤压生产：铸棒、模具加热完成后进行挤压，挤压速度为1.0±0.3m/min；
i、在线淬火：挤压型材出模具口时其温度不低于500℃进入淬火区，淬火方式选择为强风配合水雾淬火，保证基体中获得高的过饱和的固溶体；
j、型材时效：在挤压结束后8小时之内进行时效，时效温度为175℃，保温时间为8h，可以得到所需轨道交通车体地板用铝合金型材。
进一步，步骤h中，挤压速度为1.0m/min。
本发明的有益效果：通过本发明所述工艺可以制得优质的铝合金汽缸体型材，性能优越，规定非比例延伸强度可达245MPa以上、抗拉强度可达290MPa以上、断后伸长率可达10％以上；采用铝合金质汽缸体，使车重大幅度降低，能有效降低燃油消耗和提高操控表现。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1，一种汽缸体铝合金型材挤压加工工艺，包括以下步骤：
a、铸棒配料：采用6005合金，元素质量百分数配比满足如下要求；
| 元素 | Si | Mg | Fe | Cu | Mn | Cr | Ti | Zn | 其他 | Al |
| 含量 | 0.70 | 0.55 | 0.25 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.10 | 其余 |
b、铸棒熔炼：将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在710℃，并使用熔剂进行精炼覆盖；投料60min后，待炉内出现铝水时，开始搅拌，再经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在720℃条件下静置保持20min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；
c、铸棒铸造：采用油滑铸造，铸造温度控制在720℃，铸造速度控制在26mm/min，铸造冷却水流量控制在950l/min；
d、均匀化处理：均匀化处理要在均质炉进行，温度在540℃保温10小时；
e、铸棒表面处理：铸棒表面车皮10mm，外表的粗糙度Ra应不低于6.3μm，以便去除铸棒表面油污、机械碰伤、表面偏析层等缺陷；
f、铸棒加热：铸棒在棒炉中加热为梯度加热头、尾温差在10℃，铸棒在炉中加热温度为控制为480℃；
g、模具加热：模具在模具加热炉中以490℃保温8小时；
h、挤压生产：铸棒、模具加热完成后进行挤压，挤压速度为0.7m/min；
i、在线淬火：挤压型材出模具口时其温度不低于500℃进入淬火区，淬火方式选择为强风配合水雾淬火，保证基体中获得高的过饱和的固溶体；
j、型材时效：在挤压结束后8小时之内进行时效，时效温度为175℃，保温时间为8h，可以得到所需轨道交通车体地板用铝合金型材。
实施例2，一种汽缸体铝合金型材挤压加工工艺，包括以下步骤：
a、铸棒配料：采用6005合金，元素质量百分数配比满足如下要求；
| 元素 | Si | Mg | Fe | Cu | Mn | Cr | Ti | Zn | 其他 | Al |
| 含量 | 0.80 | 0.45 | 0.20 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.10 | 其余 |
b、铸棒熔炼：将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在760℃，并使用熔剂进行精炼覆盖；投料30min后，待炉内出现铝水时，开始搅拌，再经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在750℃条件下静置保持30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；
c、铸棒铸造：采用油滑铸造，铸造温度控制在680℃，铸造速度控制在42mm/min，铸造冷却水流量控制在1350l/min；
d、均匀化处理：均匀化处理要在均质炉进行，温度在560℃保温10小时；
e、铸棒表面处理：铸棒表面车皮10mm，外表的粗糙度Ra应不低于6.3μm，以便去除铸棒表面油污、机械碰伤、表面偏析层等缺陷；
f、铸棒加热：铸棒在棒炉中加热为梯度加热头、尾温差在20℃，铸棒在炉中加热温度为控制为500℃；
g、模具加热：模具在模具加热炉中以500℃保温3小时；
h、挤压生产：铸棒、模具加热完成后进行挤压，挤压速度为1.3m/min；
i、在线淬火：挤压型材出模具口时其温度不低于500℃进入淬火区，淬火方式选择为强风配合水雾淬火，保证基体中获得高的过饱和的固溶体；
j、型材时效：在挤压结束后8小时之内进行时效，时效温度为175℃，保温时间为8h，可以得到所需轨道交通车体地板用铝合金型材。
实施例3，一种汽缸体铝合金型材挤压加工工艺，包括以下步骤：
a、铸棒配料：采用6005合金，元素质量百分数配比满足如下要求；
| 元素 | Si | Mg | Fe | Cu | Mn | Cr | Ti | Zn | 其他 | Al |
| 含量 | 0.5 | 0.5 | 0.20 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.10 | 其余 |
b、铸棒熔炼：将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在730℃，并使用熔剂进行精炼覆盖；投料50min后，待炉内出现铝水时，开始搅拌，再经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在740℃条件下静置保持25min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；
c、铸棒铸造：采用油滑铸造，铸造温度控制在700℃，铸造速度控制在38mm/min，铸造冷却水流量控制在1050l/min；
d、均匀化处理：均匀化处理要在均质炉进行，温度在550℃保温10小时；
e、铸棒表面处理：铸棒表面车皮10mm，外表的粗糙度Ra应不低于6.3μm，以便去除铸棒表面油污、机械碰伤、表面偏析层等缺陷；
f、铸棒加热：铸棒在棒炉中加热为梯度加热头、尾温差在15℃，铸棒在炉中加热温度为控制为500℃；
g、模具加热：模具在模具加热炉中以500℃保温6小时；
h、挤压生产：铸棒、模具加热完成后进行挤压，挤压速度为1.0m/min；
i、在线淬火：挤压型材出模具口时其温度不低于500℃进入淬火区，淬火方式选择为强风配合水雾淬火，保证基体中获得高的过饱和的固溶体；
j、型材时效：在挤压结束后8小时之内进行时效，时效温度为175℃，保温时间为8h，可以得到所需轨道交通车体地板用铝合金型材。
通过对上述三个实施例制得的铝合金汽缸体型材进行性能测试，规定非比例延伸强度均在245MPa以上、抗拉强度均在290MPa以上、断后伸长率均在10％以上；采用铝合金质汽缸体，使车重大幅度降低，能有效降低燃油消耗和提高操控表现；而且制造工艺简单，成本较低。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，但是本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (1)
1.一种汽缸体铝合金型材挤压加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
a、铸棒配料：采用6005合金，元素质量百分数配比满足如下要求：Si0.70-0.80，Mg0.45-0.55，Fe≤0.25，Cu≤0.05，Mn≤0.05，Cr≤0.05，Ti≤0.05，Zn≤0.05，其他≤0.10，其余为Al；
b、铸棒熔炼：将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在710℃—760℃，并使用熔剂进行精炼覆盖；投料30min—60min后，待炉内出现铝水时，开始搅拌，再经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在720℃—750℃条件下静置保持20—30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；
c、铸棒铸造：采用油滑铸造，铸造温度控制在680℃—720℃，铸造速度控制在26—42mm/min，铸造冷却水流量控制在950—1350l/min；
d、均匀化处理：均匀化处理要在均质炉进行，温度在550±10℃之间保温10小时；
e、铸棒表面处理：铸棒表面车皮10mm，外表的粗糙度Ra应不低于6.3μm；
f、铸棒加热：铸棒在棒炉中加热为梯度加热头、尾温差在10℃—20℃之间，铸棒在炉中加热温度为控制为490±10℃；
g、模具加热：模具在模具加热炉中以500±10℃保温3-8小时；
h、挤压生产：铸棒、模具加热完成后进行挤压，挤压速度为1.0±0.3m/min；
i、在线淬火：挤压型材出模具口时其温度不低于500℃进入淬火区，淬火方式选择为强风配合水雾淬火，保证基体中获得高的过饱和的固溶体；
j、型材时效：在挤压结束后8小时之内进行时效，时效温度为175℃，保温时间为8h，可以得到所需汽缸体铝合金型材。
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