CN106544560B - 一种汽车空调压缩机壳体 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机械领域，涉及一种汽车空调压缩机壳体，所述汽车空调压缩机壳体由铝合金经压射浇注工艺制成，通过使用合理的元素配比，在保证力学强度的同时又能提高汽车压缩机壳体的铸造性能。同时采用优化的压缩注射工艺，制备出的汽车空调压缩机壳体具有耐震动，高密封性的性能。

Description

一种汽车空调压缩机壳体
技术领域：
本发明属于机械技术领域，涉及一种壳体，特别是一种汽车空调压缩机壳体。
背景技术
新能源汽车空调压缩机在新能源汽车配置中可以说是重中之重，在各种季节、天气及其它行驶条件下，大家都希望车厢内保持舒适、安静、安全的舒适状态。在开发研制电动汽车同时,必然也要对其配套的空调系统进行开发与研制。新能源空调系统压缩机的壳体制造技术是保证新能源汽车运行可靠性的基础。目前国内外普遍使用的是燃油发动机皮带传动的曲轴连杆式空调压缩机与轴向活塞空调压缩机以及旋转叶片式压缩机三种形式，压缩机的壳体的材料采用铝合金材料，由于汽车空调压缩机壳体在压缩机工作的时候回承受较恶劣的环境，而目前采用的普通铝合金材料强度不高，性能不好，而且空调压缩机的壳体制造技术过于落后，不能承受高强度的震动与高要求的密封作用。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种力学强度好，耐震动，高密封的汽车空调压缩机壳体。
一种汽车空调压缩机壳体，所述汽车空调压缩机壳体由铝合金经压射浇注工艺制成，所述铝合金成分按重量百分比计：Si：1～2％，Fe：0～0.2％，Cu：0.5～3％，Co：0.05～0.3％，Mg：1.6～3.3％，Zn：7～9％，Ti：0.1～0.3％，Ce：0.05～0.25％，CeO2:0.1～0.3，余量为Al。
本发明合理配比汽车空调压缩机壳体铝合金的成分，提高汽车空调压缩机壳体的力学性能和铸造性能。其中硅是大多数压铸铝合金的主要元素，它能改善合金的铸造性能，硅与铝能组成固溶体，提高合金的高温造型性，减少收缩率，无热裂倾向。但是当合金中含硅量超过共晶成分，而铜、铁等杂质又多时，即出现游离硅的硬质点，使切削加工困难，高硅铝合金对铸件坩埚的熔蚀作用严重。而铜和铝组成固溶体，增加含铜量，能提高合金的流动性，抗拉强度和硬度，但降低了耐蚀性和塑性，热裂倾向增大。在高硅铝合金中加入的镁，可提高强度和屈服极限，提高了合金的切削加工性。锌在铝合金中能提高流动性，增加热脆性，降低耐蚀性，故应控制锌的含量在规定范围中。铝合金中加入微量的钛，能显著细化铝合金的晶粒组织，提高合金的机械性能，降低合金的热裂倾向。
进一步地，所述铝合金成分中，Si元素含量与Mg元素含量比值≥0.6。
由于Si元素的添加有助于提高高温造型性，减少收缩率，而Mg元素的添加虽然可以提高屈服强度和加工型，但是含量过多会导致铸造性能变差，冷却时收缩大，因此，保证Si元素含量与Mg元素含量比值≥0.6可以使压射铸造汽车空调压缩机壳体时，既保证力学强度又能提高铸造性能。
进一步地，所述压射浇注工艺包括步骤：
(1)预热模具，控制模具温度场温度；
(2)将熔化的原料压射浇注入所述模具，同时进行增压点冷却；
(3)开模得到汽车空调压缩机壳体。
本发明汽车空调压缩机壳体制备工艺控制制备过程中不但控制模具的温度，而且控制模具的温度场温度，在压射浇注的同时还对增压点进行冷却，使合金液充入型腔后就同步均匀地冷却，在填满型腔后的要求在动、定型相对受相同的拉力、不致使铸件变形或损坏。
进一步地，所述模具预热至150～180℃，控制模具温度场温度至210～230℃。
进一步地，所述压射浇注包括慢速压射、快速压射、终压三个阶段。
进一步地，所述慢速压射包括以下阶段：
S1：压射冲头速度为0.23～0.27m/s；
S2：压射冲头速度为0.5～0.6m/s。
S1阶段压射冲头以低速运动，封住浇料口，推动金属液在压射室内平稳上升，使压射室内空气慢慢排出，并防止金属液从浇口溅出；S2段是压射冲头以较快的速度运动，使金属液充满压射室前端并堆聚在内浇口前沿。
进一步地，所述快速压射的压射冲头速度为6～8m/s。
快速的压射速度使金属液快速的填充到型腔中，保证了最终铸件的致密度和质量，同时有利于提高铸件的密封性能。
进一步地，所述压射浇注的浇注温度为640～660℃。
进一步地，所述增压点冷却过程为：型腔沿压射方向分为第一温度区、第二温度区、第三温度区、第四温度区，所述第一温度区温度10s降温至228～230℃，第二温度区温度5s降温至208～210℃s，第三温度区温度3s降至208～210℃/，第四温度区温度8s降至218～220℃。
温度下降过多，铸件的凝固收缩就越多，造成包型力加大，铸件就难以从型芯上推出，极易造成变形或损坏。
进一步地，所述开模为原料填满型腔后19～21s后开模。
合金液充入型腔后模腔温度场是否均匀直接导致就冷却状态，在填满型腔后的同时就开始凝固，开模时间必须等到产品有一定强度，要求在动、定型相对受拉力、不致使铸件变形或损坏时，方能开模，铸件在模内停留时间过长，温度下降过多，铸件的凝固收缩就越多，造成包型力加大，铸件就难以从型芯上推出极易造成变形或损坏。
本发明的有益效果为：
1)使用合理的元素配比，在保证力学强度的同时又能提高汽车压缩机壳体的铸造性能。
2)采用优化的压缩注射工艺，制备出的汽车空调压缩机壳体具有耐震动，高密封性的性能。
具体实施方式
以下通过实施例来进一步说明本发明的方案。
实施例1
配置铝合金原料成分按重量百分比计：Si：1％，Cu：0.5％，Co：0.05％，Mg：1.6％，Zn：7％，Ti：0.1％，Ce：0.05％，CeO2:0.3％，余量为Al。
预热模具至150℃，控制模具温度场温度至210℃；
将熔化的原料压射浇注入所述模具，压射浇注温度为640℃，压射浇注同时进行增压点冷却；所述压射浇注包括慢速压射、快速压射、终压三个阶段，其中慢速压射包括以下阶段：S1：压射冲头速度为0.23m/s；S2：压射冲头速度为0.5m/s，快速压射的压射冲头速度为6m/s，所述增压点冷却为：型腔沿压射方向分为第一温度区、第二温度区、第三温度区、第四温度区，所述第一温度区温度为230℃/10s，第二温度区温度为210℃/5s，第三温度区温度为210℃/3s，第四温度区温度为220℃/8s
(3)待原料填满型腔后19s后开模得到汽车空调压缩机壳体。
实施例2
配置铝合金原料成分按重量百分比计：Si：2％，Fe：0.1％，Cu：3％，Co：0.3％，Mg：2％，Zn：9％，Ti：0.1％，Ce：0.05％，CeO2:0.1％，余量为Al。
(1)预热模具至160℃，控制模具温度场温度至210℃；
(2)将熔化的原料压射浇注入所述模具，压射浇注温度为650℃，压射浇注同时进行增压点冷却；所述压射浇注包括慢速压射、快速压射、终压三个阶段，其中慢速压射包括以下阶段：S1：压射冲头速度为0.27m/s；S2：压射冲头速度为0.55m/s，快速压射的压射冲头速度为6m/s，所述增压点冷却为：型腔沿压射方向分为第一温度区、第二温度区、第三温度区、第四温度区，所述第一温度区温度为230℃/10s，第二温度区温度为210℃/5s，第三温度区温度为210℃/3s，第四温度区温度为220℃/8s
(3)待原料填满型腔后21s后开模得到汽车空调压缩机壳体。
实施例3
配置铝合金原料成分按重量百分比计：Si：1.5％，，Cu：0.8％，Co：0.09％，Mg：1.7％，Zn：8％，Ti：0.1～0.3％，Ce：0.15％，CeO2:0.2％，余量为Al。
(1)预热模具至170℃，控制模具温度场温度至220℃；
(2)将熔化的原料压射浇注入所述模具，压射浇注温度为640℃，压射浇注同时进行增压点冷却；所述压射浇注包括慢速压射、快速压射、终压三个阶段，其中慢速压射包括以下阶段：S1：压射冲头速度为0.25m/s；S2：压射冲头速度为0.55m/s，快速压射的压射冲头速度为6m/s，所述增压点冷却为：型腔沿压射方向分为第一温度区、第二温度区、第三温度区、第四温度区，所述第一温度区温度为230℃/10s，第二温度区温度为210℃/5s，第三温度区温度为210℃/3s，第四温度区温度为220℃/8s
(3)待原料填满型腔后19s后开模得到汽车空调压缩机壳体。
实施例4
配置铝合金原料成分按重量百分比计：Si：1.5％，Fe：0.2％，Cu：2％，Co：0.2％，Mg：1.8％，Zn：7％，Ti：0.3％，Ce：0.05％，CeO2:0.3％，余量为Al。
(1)预热模具至180℃，控制模具温度场温度至215℃；
(2)将熔化的原料压射浇注入所述模具，压射浇注温度为645℃，压射浇注同时进行增压点冷却；所述压射浇注包括慢速压射、快速压射、终压三个阶段，其中慢速压射包括以下阶段：S1：压射冲头速度为0.27m/s；S2：压射冲头速度为0.6m/s，快速压射的压射冲头速度为8m/s，所述增压点冷却为：型腔沿压射方向分为第一温度区、第二温度区、第三温度区、第四温度区，所述第一温度区温度为230℃/10s，第二温度区温度为210℃/5s，第三温度区温度为210℃/3s，第四温度区温度为220℃/8s
(3)待原料填满型腔后20s后开模得到汽车空调压缩机壳体。
实施例5
配置铝合金原料成分按重量百分比计：Si：2％，Fe：0.1％，Cu：0.8％，Co：0.1％，Mg：1.6％，Zn：7％，Ti：0.3％，Ce：0.25％，CeO2:0.2％，余量为Al。
(1)预热模具至150℃，控制模具温度场温度至230℃；
(2)将熔化的原料压射浇注入所述模具，压射浇注温度为650℃，压射浇注同时进行增压点冷却；所述压射浇注包括慢速压射、快速压射、终压三个阶段，其中慢速压射包括以下阶段：S1：压射冲头速度为0.24m/s；S2：压射冲头速度为0.6m/s，快速压射的压射冲头速度为6m/s，所述增压点冷却为：型腔沿压射方向分为第一温度区、第二温度区、第三温度区、第四温度区，所述第一温度区温度为230℃/10s，第二温度区温度为210℃/5s，第三温度区温度为210℃/3s，第四温度区温度为220℃/8s
(3)待原料填满型腔后19s后开模得到汽车空调压缩机壳体。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅为慢速压射中:
S1：压射冲头速度为0.5m/s；
S2：压射冲头速度为0.8m/s。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅为:快速压射的压射冲头速度为5m/s。
对比例3
本对比例与实施例1的区别仅为：压射浇注的过程中，型腔整体冷却。
对比例4
本对比例与实施例1的区别仅为：配置的铝合金原料成分按重量百分比计：Si：1％，Cu：0.5％，Co：0.05％，Mg：3％，Zn：7％，Ti：0.1％，Ce：0.05％，CeO2:0.3％，余量为Al。
表1实施例与对比例性能测试
通过实施例与对比例的性能测试可以看出，本发明通过颗粒的元素配比和注射压铸工艺制备出的汽车空调压缩机壳体具有更高的力学强度和更好的密封性能。

Claims (8)

1.一种汽车空调压缩机壳体，其特征在于：所述汽车空调压缩机壳体由铝合金经压射浇注工艺制成，所述铝合金成分按重量百分比计：Si：1～2％，Fe：0～0.2％，Cu：0.5～3％，Co：0.05～0.3％，Mg：1.6～3.3％，Zn：7～9％，Ti：0.1～0.3％，Ce：0.05～0.25％，CeO2 :0.1～0.3％，余量为Al；所述压射浇注工艺包括步骤：
(1)预热模具，控制模具温度场温度；所述模具预热至150～180℃，控制模具温度场温度至210～230℃；
(2)将熔化的原料压射浇注入所述模具，同时进行增压点冷却；
(3)开模得到汽车空调压缩机壳体。
2.根据权利要求1所述的汽车空调压缩机壳体，其特征在于：所述铝合金成分中，Si元素含量与Mg元素含量比值≥0.6。
3.根据权利要求1所述的汽车空调压缩机壳体，其特征在于：所述压射浇注包括慢速压射、快速压射、终压三个阶段。
4.根据权利要求3所述的汽车空调压缩机壳体，其特征在于：所述慢速压射包括以下阶段：
S1：压射冲头速度为0.23～0.27m/s；
S2：压射冲头速度为0.5～0.6m/s。
5.根据权利要求1所述的汽车空调压缩机壳体，其特征在于：所述快速压射的压射冲头速度为6～8m/s。
6.根据权利要求1所述的汽车空调压缩机壳体，其特征在于：所述压射浇注的浇注温度为640～660℃。
7.根据权利要求1所述的汽车空调压缩机壳体，其特征在于：所述增压点冷却过程为：型腔沿压射方向分为第一温度区、第二温度区、第三温度区、第四温度区，所述第一温度区温度10s降温至228～230℃，第二温度区温度5s降温至208～210℃，第三温度区温度3s降至208～210℃，第四温度区温度8s降至218～220℃。
8.根据权利要求1所述的汽车空调压缩机壳体，其特征在于：所述开模为原料填满型腔后19～21s后开模。
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