汽车空调压缩机FS170C前盖及其铸造方法
技术领域
本发明涉及铝合金挤压铸造生产技术领域,特别涉及一种汽车空调压缩机FS170C前盖及其铸造方法。
背景技术
汽车空调压缩机是汽车空调制冷系统的心脏,起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用。汽车空调压缩机FS170C前盖为圆形结构,前部为阶梯圆柱并设有用于引出主轴的圆形开口;在前盖后部的圆形密封端面两侧设有前盖螺钉孔;前盖从下至上为垂直面,并在内腔侧壁平均设有4条凸起加强筋,每根加强筋底部连接前盖密封端面,筋的周边与侧壁平滑过渡,用于增加前盖强度。传统生产汽车空调压缩机FS170C前盖采用压力铸造方法,它是使液态金属在高压作用下以极高的速度充填型腔,并在压力作用下凝固而获得铸件。但传统压铸工艺生产的最大缺点是由于液体金属充型速度极快,型腔中气体很难完全排除,常以气孔或缩松等缺陷存留铸件中,而这些铸件在经后续加工处理后,会造成汽车空调压缩机FS170C前盖泄漏,气密性较差。
挤压铸造也称为液态模锻,它是一种集压铸和锻造特点于一体的新工艺,该工艺是将一定量的金属液体直接浇入敞开的金属型内,通过冲头以一定的压力作用于液体金属上,使之充填、成形和结晶凝固,并在结晶过程中产生一定量的塑性变形。采用挤压铸造所生产的产品既有接近锻件的优良力学性能,又有压铸件一次精密成形的高效率、高精度。但对于不同的汽车零配件,由于铸件的形状、尺寸、技术要求等不同,所以其采用的具体工艺方法不同,需要本领域的技术人员经过大量的实验和创造性的劳动才能得出;且目前为止,尚未有采用挤压铸造技术生产汽车空调压缩机FS170C前盖的相关报道。
发明内容
基于此,本发明的目的是提供一种汽车空调压缩机FS170C前盖及其铸造方法。
实现上述问题的技术方案如下:
汽车空调压缩机FS170C前盖的铸造方法,采用挤压铸造工艺,主要包括熔化、合模、给料、压射、挤压、开模、顶出、取产品、喷涂步骤;
所述熔化步骤,主要包括除气、除渣;
所述除气操作方法为:待铝水温度为690-730℃,将除气剂压入距坩埚底10-20cm处,搅拌,至液面无气泡冒出;(其熔剂在铝液中反应所产生的Cl2、N2、CO2气体同时对铝液进行物理和化学精炼,故具有强力的除气和精炼杂质的功能,适用于反射炉、坩锅炉等各种炉型。由于不含钠,故适用于任何种类的铝合金,操作方便,简单易用,使用效率高。)
所述除渣操作方法为:除气结束后,静置5-12min,然后加入除渣剂,进行除渣,待铝水温度为680-700℃即可准备合模;(除渣剂发热性良好,能从渣中将铝珠分出,并能部分分解氧化铝,形成质轻,疏松的粉状浮渣,减少熔渣粘结炉衬,炉衬结渣不严重时,可作清炉剂使用。)
所述压射步骤中,保压时间为6-10s,压射时间为5-9s;(挤压铸造充型平稳,没有湍流和不包卷气体,金属直接在压力下结晶凝固,并在凝固过程中实时地保持适当的压力,致使其铸造组织更致密、晶粒细化,所以铸件不会产生气孔、缩孔和缩松等铸造缺陷,且力学性能比压铸铸件高。)
所述挤压步骤中,模温机温度为220-240℃。(铝合金的制造中,模具温度对铸件的质量和铸造时间有重要作用,不平均或不适当的模具温度会导致铸件尺寸不稳定,在生产过程中顶出铸件变形,产生热压力、黏模、表面凹陷、内缩孔及热泡等缺陷。对生产周期也产生影响,如填充时间、冷却时间及喷涂时间都产生不稳定的变数。模具的寿命也会因受到过冷过热的冲击而导致昂贵的钢材产生热裂,加速其老化。)
在其中一些实施例中,所述压射步骤中,保压时间为7-8s,压射时间为6s。
在其中一些实施例中,所述合模步骤前需在模具表面喷涂脱模剂与水的混合物,所述混合物为埃奇森脱模剂与水按重量份配比1:40-80混合而成。
在其中一些实施例中,所述混合物为埃奇森脱模剂与水按重量份配比1:40-50混合而成。
在其中一些实施例中,所述熔化过程进行合金化处理后的铝水的化学成分为:Si 9.6-12wt%,Fe<1.3wt%,Mn<0.5wt%,Mg 0.25-0.3wt%,Zn<1.0wt%,Pb<0.05wt%,Cu 2.0-3.5wt%,Ni<0.5wt%,Sn<0.2wt%,其余为Al和不可避免的杂质。
在其中一些实施例中,所述熔化过程进行合金化处理后的铝水的化学成分为:Si 10.2-11.4wt%、Fe 0.96-0.98wt%、Mn 0.39-0.41wt%、Mg 0.25-0.29wt%、Zn 0.9-0.91wt%、Pb 0.038-0.042wt%、Cu 2.9-2.93wt%、Ni 0.37-0.41wt%、Sn0.18-0.19wt%,其余为Al和不可避免的杂质。
本发明通过以上工艺参数,得到了高品质的汽车空调压缩机FS170C前盖铸件,与现有压铸技术相比,本发明具有如下优点和有益效果:
①减少或消除了铸件的内部气孔,提高了铸件的致密度,经汽车空调压缩机FS170C前盖气密性检查,泄漏率可降低到5%以内。
②与普通压铸相比,本方法所制得的前盖在铸态强度、延伸率方面均可增加5%以上,且表面质量高、光洁度好,产品质量高。
附图说明
图1是实施例1所生产的汽车空调压缩机FS170C前盖的微观组织示意图;
图2是实施例2所生产的汽车空调压缩机FS170C前盖的微观组织示意图;
图3是实施例3所生产的汽车空调压缩机FS170C前盖的微观组织示意图。
具体实施方式
本发明制得的汽车空调压缩机FS170C前盖,与普通压铸相比,泄漏率低、气密性好、铸态强度和延伸率增加,质量高。
由于挤压铸造需充型保压控制,增加了保压时间,同时也增加了挤压铸造的循环时间,这将使挤压铸造铸件比普通压铸件的成本略高。但对于质量要求较高的铸件,采用挤压铸造后降低了铸件废品率和质量控制费用,综合考虑,成本反而降低。
爆破试验是衡量汽车空调压缩机FS170C前盖质量的主要技术指标,实际测试打压至9.47MPa没有损坏,按标准要求为6.5MPa无损。采用本发明的铸造方法生产出的汽车空调压缩机FS170C前盖,其强度明显得到有效地提高,同时延伸率仍保持在较高水平。
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
除渣剂、除气剂和埃奇森脱模剂(型号SQ-904),购自于广州鑫煜铸造设备材料有限公司。
实施例1
一种汽车空调压缩机FS170C前盖及其铸造方法,采用挤压铸造流程,主要包括以下步骤:熔化、合模、给料、压射、挤压、开模、顶出、取产品、喷涂;
其中熔化步骤,主要包括除气、除渣;
具体操作的流程如下:
燃油炉熔化→转入倾翻式电阻保温炉取样→光谱分析结果合格→除气、除渣→静置→宏观刮片试验→电阻保温炉取样;
熔化过程进行合金化处理后的铝水的化学成分为:Si 10.2wt%、Fe 0.98wt%、Mn 0.41wt%、Mg 0.25wt%、Zn 0.9wt%、Pb 0.038wt%、Cu 2.9wt%、Ni 0.37wt%、Sn 0.19wt%,其余为Al和不可避免的杂质。
熔化过程中的除气除渣步骤,首先除气:待铝水温度为690℃,将除气剂压入距坩埚底10cm处,稍带角度上下移动,同时作圆周搅拌,至液面无气泡冒出;然后除渣:将已经除气的铝液静置5min后,加入除渣剂,进行除渣,待铝水温度为700℃即可准备合模。
合模步骤前需在模具表面喷涂脱模剂与水的混合物,所述混合物由型号SQ-904的脱模剂(购自广州鑫煜铸造设备材料有限公司)与水按重量份配比1:45混合而成;
压射步骤中,保压时间为7s,压射时间为6s;
挤压步骤中,模温机温度为220℃。
所制得的铸件的微观组织参见图1,其性能参见表1。
表1实施例1的汽车空调压缩机FS170C前盖铸件的性能
实施例2
一种汽车空调压缩机FS170C前盖及其铸造方法,采用挤压铸造流程,主要包括以下步骤:熔化、合模、给料、压射、挤压、开模、顶出、取产品、喷涂;
其中熔化步骤,主要包括除气、除渣;
具体操作的流程如下:
燃油炉熔化→转入倾翻式电阻保温炉取样→光谱分析结果合格→除气、除渣→静置→宏观刮片试验→电阻保温炉取样;
熔化进行合金化处理后的铝水的化学成分为:Si 11.4wt%、Fe 0.96wt%、Mn 0.39wt%、Mg 0.29wt%、Zn 0.91wt%、Pb 0.042wt%、Cu 2.93wt%、Ni 0.41wt%、Sn 0.18wt%,其余为Al和不可避免的杂质。
熔化过程中的除气除渣步骤,首先除气:待铝水温度为730℃,将除气剂压入距坩埚底15cm处,搅拌,至液面无气泡冒出;然后除渣:将已经除气的铝液静置10min,加入除渣剂,进行除渣,待铝水温度为695℃即可准备合模。
合模步骤前需在模具表面喷涂脱模剂与水的混合物,所述混合物由型号为SQ-904(购自广州鑫煜铸造设备材料有限公司)的脱模剂与水按重量份配比1:75混合而成;
压射步骤中,保压时间为10s,压射时间为9s;
挤压步骤中,模温机温度为240℃。
所制得的铸件的微观组织参见图2,其性能参见表2。
表2实施例2的汽车空调压缩机FS170C前盖铸件的性能
实施例3
一种汽车空调压缩机FS170C前盖及其铸造方法,采用挤压铸造流程,主要包括以下步骤:熔化、合模、给料、压射、挤压、开模、顶出、取产品、喷涂;
其中熔化步骤,主要包括除气、除渣;
具体操作的流程如下:
燃油炉熔化→转入倾翻式电阻保温炉取样→光谱分析结果合格→除气细化、除渣→静置→宏观刮片试验→电阻保温炉取样;
熔化进行合金化处理后的铝水的化学成分为:Si 10.2wt%、Fe 0.98wt%、Mn 0.41wt%、Mg 0.25wt%、Zn 0.9wt%、Pb 0.038wt%、Cu 2.9wt%、Ni 0.37wt%、Sn 0.19wt%,其余为Al和不可避免的杂质。
熔化过程中的除气除渣步骤,首先除气:待铝水温度为710℃,将除气剂压入距坩埚底20cm处,搅拌,至液面无气泡冒出;然后除渣:将已经除气的铝液静置12min后,加入除渣剂,进行除渣,待铝水温度为700℃即可准备合模。
合模步骤前需在模具表面喷涂脱模剂与水的混合物,所述混合物为型号为SQ-904的脱模剂与水按重量份配比1:50混合而成;
压射步骤中,保压时间为8s,压射时间为6s;
挤压步骤中,模温机温度为230℃。
所制得的铸件的微观组织参见图3,其性能参见表3。
表3实施例3的汽车空调压缩机FS170C前盖铸件的性能
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。