CN106756576A - 一种汽车发动机排气系统支架的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车发动机排气系统支架的生产工艺，包括以下步骤：㈠熔炼原料；㈡蜡模制备；㈢在步骤㈡制得的蜡模上制作壳模砂型；㈣脱蜡和焙烧：采用蒸汽脱蜡，制得壳模，并将壳模进行焙烧；㈤将步骤㈣焙烧好的壳模放入按造型工艺准备的砂箱中，然后放入经过配制的混合砂，形成砂型；㈥浇注；㈦将浇注成型后的铸件进行热处理；㈧蘸取聚乙二醇聚电解质水溶液均匀浸涂在铸件表面，之后置于65‑80℃的烘箱中0.5‑1小时，得到涂覆有聚乙二醇聚电解质的铸件；㈨电镀；㈩在锌镍合金镀层的表面进行喷涂处理。本发明的汽车发动机排气系统支架的生产工艺中电镀操作前，在铸件表面涂覆聚乙二醇聚电解质，从而提高了后续电镀操作的质量，使得锌镍合金镀层覆盖的更加紧密均匀，有效防止镀层脱落。

Description

一种汽车发动机排气系统支架的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种汽车发动机排气系统支架的加工工艺，属于汽车配件技术领域。
背景技术
汽车排气系统是指收集并且排放废气的系统，一般由排气歧管，排气管，催化转换器，排气温度传感器，汽车消声器和排气尾管等组成。
现有技术中，发动机的排气管一般都需要与发动机缸体通过固定支架固定连接，但由于发动机工作环境的恶劣，经常因抖动及共振，导致固定支架容易发生断裂，从而导致排气管的损坏，影响了汽车的正常使用。并且固定支架长时间处于高温环境中，容易受到腐蚀，减少使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种使用寿命长的汽车发动机排气系统支架的加工工艺。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种汽车发动机排气系统支架的生产工艺，包括以下步骤：
㈠熔炼原料，具体为：
a、配料
所述汽车发动机排气系统支架中各成分的质量百分比为：
C：0.04-0.09%，Al:1.36-1.53%,Zn:1.12-1.23%,Mn：0.67-0.78%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：0.02-0.04%，Ni：0.34-0.49%，Cu：0.12-0.15%，Mo：0.08-0.11%，Ti：0.37-0.59%，Pt：0.26-0.33%,W：0.43-0.56%,Eu：0.01-0.04%,Lu:0.04-0.09%，Au：0.15-0.21%，Ag:0.42-0.54%，Ga：0.01-0.02%，Sn：0.54-0.67%，Zr：0.06-0.11%，Re：0.02-0.05%，Bi：0.11-0.14%，
氧化镁：0.23-0.25％,氧化铁：0.02-0.08％,氢氧化铁：0.08-0.19％,余量为Fe；
b、按预定的汽车发动机排气系统支架中各成分的质量百分比将原料加入熔炉内，将熔炉内的温度提高到1600摄氏度至1680摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
c、将上一步得到的合金溶液进行冷却，冷却时用水冷与空冷结合，先采用水冷以20-25℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至710-720℃形成合金，然后空冷至室温；
d、将上一步冷却后的合金进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1460摄氏度至1490摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
e、在合金溶液表面撒入膨胀珍珠岩粉，打渣两遍，打渣完成后，形成待铸造的合金溶液；
㈡蜡模制备：制作与汽车发动机排气系统支架铸造件一致并包含有保温冒口的蜡模，并对蜡模进行修整，之后使用蜡坯清洗剂对蜡模进行清洗；
㈢在步骤㈡制得的蜡模上制作壳模砂型：
㈣脱蜡和焙烧：采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.4MPa,时间为35-40分钟，制得壳模，并将壳模进行焙烧；
㈤将步骤㈣焙烧好的壳模放入按造型工艺准备的砂箱中，并用胶带封住该壳模上用于浇注的浇口和保温冒口，然后放入经过配制的混合砂，放满混合砂后再用造型震实机进行震实，形成砂型；
㈥浇注
浇注时，浇注温度为1550-1650摄氏度，浇注后，铸件在砂型中保温2-3小时；浇注成型后，进行脱模，破碎壳模，切除铸件的保温冒口，得到铸件；
㈦将浇注成型后的铸件进行热处理，具体工艺为：
A、加热：将铸件加热至740-755℃，并保温25-35min；
B、冷却：采用风冷以13-15℃/s的冷却速率将铸件加速冷却至410-420℃后，再空冷至室温；
C、一次回火：将铸件加热至520-535℃回火45-48min后，待温40-55s，使铸件温度均匀化，之后以18-25℃/s的冷却速率加速冷却至335-345℃后，再空冷至室温；
D、二次回火：将铸件加热至614-618℃回火33-39min后空冷至室温；
E、淬火：铸件淬火保温温度为510℃±10℃，保温时间为3.5～4.5h；铸件淬火加热完成后快速放入水槽水冷45-55分钟，冷却槽水温控制在25～45℃；
㈧蘸取聚乙二醇聚电解质水溶液均匀浸涂在铸件表面，之后置于65-80℃的烘箱中0.5-1小时，得到涂覆有聚乙二醇聚电解质的铸件；
㈨电镀：在涂覆有聚乙二醇聚电解质的铸件表面电镀锌镍合金镀层，锌镍合金镀层厚度为50±10μm；
㈩在锌镍合金镀层的表面进行喷涂处理，具体为：
A、喷涂：采用超音速电弧喷涂纯铝涂层，纯铝涂层喷涂厚度为50±10μm；
B、预氧化：喷涂结束后使用氧乙炔火焰对纯铝涂层表面预氧化。
上述技术方案的改进是：所述步骤㈠中所述汽车发动机排气系统支架中各成分的质量百分比为：
C：0.04%，Al:1.36%,Zn:1.12%,Mn：0.67%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：0.02%，Ni：0.34%，Cu：0.12%，Mo：0.08%，Ti：0.37%，Pt：0.26%,W：0.43%,Eu：0.01%,Lu:0.04%，Au：0.15%，Ag:0.42%，Ga：0.01%，Sn：0.54%，Zr：0.06%，Re：0.02%，Bi：0.11%，
氧化镁：0.23％,氧化铁：0.02％,氢氧化铁：0.08％,余量为Fe。
上述技术方案的改进是：所述步骤㈠中所述汽车发动机排气系统支架中各成分的质量百分比为：
C：0.09%，Al:1.53%,Zn:1.23%,Mn：0.78%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：0.04%，Ni：0.49%，Cu：0.15%，Mo：0.11%，Ti：0.59%，Pt：0.33%,W：0.56%,Eu：0.04%,Lu:0.09%，Au：0.21%，Ag:0.42%，Ga：0.02%，Sn：0.67%，Zr：0.11%，Re：0.05%，Bi：0.14%，
氧化镁：0.25％,氧化铁：0.08％,氢氧化铁：0.19％,余量为Fe。
本发明采用上述技术方案的有益效果是：
（1）本发明的汽车发动机排气系统支架原料中含有Zn、Ni和W，加强了接头的耐热和耐腐蚀性能；
（2）本发明的汽车发动机排气系统支架原料中含有Ti、Al和稀土元素，减轻了接头的质量，增加了结构强度和耐腐蚀性能；
（3）本发明的汽车发动机排气系统支架原料熔炼进行了两次熔炼，提高了最终铸件的质量；
（4）本发明的汽车发动机排气系统支架热处理时通过两次回火，第一次回火能够回转奥氏体在板条界或板条束界上形成，并在保温过程中进一步富集合金元素以提高稳定性；铁素体板条束在保温过程中则发生回复，同时铁素体中的有害元素也被排至回转奥氏体中，从而改善了基体性能；第二次回火能够在保证强度的前提下使回转奥氏体富集足够多的合金元素，使少网状碳化物，使组织更为均匀，能够保持结构稳定，进一步增强接触疲劳强度和冲击韧性，延长了支架的使用寿命；
（5）本发明的汽车发动机排气系统支架在电镀操作前，在铸件表面涂覆聚乙二醇聚电解质，从而提高了后续电镀操作的质量，使得锌镍合金镀层覆盖的更加紧密均匀，有效防止镀层脱落；
（6）通过锌镍合金镀层和纯铝涂层的配合，进一步提高了本发明的汽车发动机排气系统支架的耐腐蚀性能，延长了使用寿命。
具体实施方式
实施例一
本实施例的汽车发动机排气系统支架的生产工艺，包括以下步骤：
㈠熔炼原料，具体为：
a、配料
所述汽车发动机排气系统支架中各成分的质量百分比为：
C：0.04%，Al:1.36%,Zn:1.12%,Mn：0.67%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：0.02%，Ni：0.34%，Cu：0.12%，Mo：0.08%，Ti：0.37%，Pt：0.26%,W：0.43%,Eu：0.01%,Lu:0.04%，Au：0.15%，Ag:0.42%，Ga：0.01%，Sn：0.54%，Zr：0.06%，Re：0.02%，Bi：0.11%，
氧化镁：0.23％,氧化铁：0.02％,氢氧化铁：0.08％,余量为Fe；
b、按预定的汽车发动机排气系统支架中各成分的质量百分比将原料加入熔炉内，将熔炉内的温度提高到1600摄氏度至1680摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
c、将上一步得到的合金溶液进行冷却，冷却时用水冷与空冷结合，先采用水冷以20-25℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至710-720℃形成合金，然后空冷至室温；
d、将上一步冷却后的合金进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1460摄氏度至1490摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
e、在合金溶液表面撒入膨胀珍珠岩粉，打渣两遍，打渣完成后，形成待铸造的合金溶液；
㈡蜡模制备：制作与汽车发动机排气系统支架铸造件一致并包含有保温冒口的蜡模，并对蜡模进行修整，之后使用蜡坯清洗剂对蜡模进行清洗；
㈢在步骤㈡制得的蜡模上制作壳模砂型：
㈣脱蜡和焙烧：采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.4MPa,时间为35-40分钟，制得壳模，并将壳模进行焙烧；
㈤将步骤㈣焙烧好的壳模放入按造型工艺准备的砂箱中，并用胶带封住该壳模上用于浇注的浇口和保温冒口，然后放入经过配制的混合砂，放满混合砂后再用造型震实机进行震实，形成砂型；
㈥浇注
浇注时，浇注温度为1550-1650摄氏度，浇注后，铸件在砂型中保温2-3小时；浇注成型后，进行脱模，破碎壳模，切除铸件的保温冒口，得到铸件；
㈦将浇注成型后的铸件进行热处理，具体工艺为：
A、加热：将铸件加热至740-755℃，并保温25-35min；
B、冷却：采用风冷以13-15℃/s的冷却速率将铸件加速冷却至410-420℃后，再空冷至室温；
C、一次回火：将铸件加热至520-535℃回火45-48min后，待温40-55s，使铸件温度均匀化，之后以18-25℃/s的冷却速率加速冷却至335-345℃后，再空冷至室温；
D、二次回火：将铸件加热至614-618℃回火33-39min后空冷至室温；
E、淬火：铸件淬火保温温度为510℃±10℃，保温时间为3.5～4.5h；铸件淬火加热完成后快速放入水槽水冷45-55分钟，冷却槽水温控制在25～45℃；
㈧蘸取聚乙二醇聚电解质水溶液均匀浸涂在铸件表面，之后置于65-80℃的烘箱中0.5-1小时，得到涂覆有聚乙二醇聚电解质的铸件；
㈨电镀：在涂覆有聚乙二醇聚电解质的铸件表面电镀锌镍合金镀层，锌镍合金镀层厚度为50±10μm；
㈩在锌镍合金镀层的表面进行喷涂处理，具体为：
A、喷涂：采用超音速电弧喷涂纯铝涂层，纯铝涂层喷涂厚度为50±10μm；
B、预氧化：喷涂结束后使用氧乙炔火焰对纯铝涂层表面预氧化。
实施例二
本实施例的汽车发动机排气系统支架的生产工艺，包括以下步骤：
㈠熔炼原料，具体为：
a、配料
所述汽车发动机排气系统支架中各成分的质量百分比为：
C：0.09%，Al:1.53%,Zn:1.23%,Mn：0.78%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：0.04%，Ni：0.49%，Cu：0.15%，Mo：0.11%，Ti：0.59%，Pt：0.33%,W：0.56%,Eu：0.04%,Lu:0.09%，Au：0.21%，Ag:0.42%，Ga：0.02%，Sn：0.67%，Zr：0.11%，Re：0.05%，Bi：0.14%，
氧化镁：0.25％,氧化铁：0.08％,氢氧化铁：0.19％,余量为Fe；
b、按预定的汽车发动机排气系统支架中各成分的质量百分比将原料加入熔炉内，将熔炉内的温度提高到1600摄氏度至1680摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
c、将上一步得到的合金溶液进行冷却，冷却时用水冷与空冷结合，先采用水冷以20-25℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至710-720℃形成合金，然后空冷至室温；
d、将上一步冷却后的合金进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1460摄氏度至1490摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
e、在合金溶液表面撒入膨胀珍珠岩粉，打渣两遍，打渣完成后，形成待铸造的合金溶液；
㈡蜡模制备：制作与汽车发动机排气系统支架铸造件一致并包含有保温冒口的蜡模，并对蜡模进行修整，之后使用蜡坯清洗剂对蜡模进行清洗；
㈢在步骤㈡制得的蜡模上制作壳模砂型：
㈣脱蜡和焙烧：采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.4MPa,时间为35-40分钟，制得壳模，并将壳模进行焙烧；
㈤将步骤㈣焙烧好的壳模放入按造型工艺准备的砂箱中，并用胶带封住该壳模上用于浇注的浇口和保温冒口，然后放入经过配制的混合砂，放满混合砂后再用造型震实机进行震实，形成砂型；
㈥浇注
浇注时，浇注温度为1550-1650摄氏度，浇注后，铸件在砂型中保温2-3小时；浇注成型后，进行脱模，破碎壳模，切除铸件的保温冒口，得到铸件；
㈦将浇注成型后的铸件进行热处理，具体工艺为：
A、加热：将铸件加热至740-755℃，并保温25-35min；
B、冷却：采用风冷以13-15℃/s的冷却速率将铸件加速冷却至410-420℃后，再空冷至室温；
C、一次回火：将铸件加热至520-535℃回火45-48min后，待温40-55s，使铸件温度均匀化，之后以18-25℃/s的冷却速率加速冷却至335-345℃后，再空冷至室温；
D、二次回火：将铸件加热至614-618℃回火33-39min后空冷至室温；
E、淬火：铸件淬火保温温度为510℃±10℃，保温时间为3.5～4.5h；铸件淬火加热完成后快速放入水槽水冷45-55分钟，冷却槽水温控制在25～45℃；
㈧蘸取聚乙二醇聚电解质水溶液均匀浸涂在铸件表面，之后置于65-80℃的烘箱中0.5-1小时，得到涂覆有聚乙二醇聚电解质的铸件；
㈨电镀：在涂覆有聚乙二醇聚电解质的铸件表面电镀锌镍合金镀层，锌镍合金镀层厚度为50±10μm；
㈩在锌镍合金镀层的表面进行喷涂处理，具体为：
A、喷涂：采用超音速电弧喷涂纯铝涂层，纯铝涂层喷涂厚度为50±10μm；
B、预氧化：喷涂结束后使用氧乙炔火焰对纯铝涂层表面预氧化。
本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种汽车发动机排气系统支架的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
㈠熔炼原料，具体为：
a、配料
所述汽车发动机排气系统支架中各成分的质量百分比为：
C：0.04-0.09%，Al:1.36-1.53%,Zn:1.12-1.23%,Mn：0.67-0.78%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：0.02-0.04%，Ni：0.34-0.49%，Cu：0.12-0.15%，Mo：0.08-0.11%，Ti：0.37-0.59%，Pt：0.26-0.33%,W：0.43-0.56%,Eu：0.01-0.04%,Lu:0.04-0.09%，Au：0.15-0.21%，Ag:0.42-0.54%，Ga：0.01-0.02%，Sn：0.54-0.67%，Zr：0.06-0.11%，Re：0.02-0.05%，Bi：0.11-0.14%，
氧化镁：0.23-0.25％,氧化铁：0.02-0.08％,氢氧化铁：0.08-0.19％,余量为Fe；
b、按预定的汽车发动机排气系统支架中各成分的质量百分比将原料加入熔炉内，将熔炉内的温度提高到1600摄氏度至1680摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
c、将上一步得到的合金溶液进行冷却，冷却时用水冷与空冷结合，先采用水冷以20-25℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至710-720℃形成合金，然后空冷至室温；
d、将上一步冷却后的合金进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1460摄氏度至1490摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
e、在合金溶液表面撒入膨胀珍珠岩粉，打渣两遍，打渣完成后，形成待铸造的合金溶液；
㈡蜡模制备：制作与汽车发动机排气系统支架铸造件一致并包含有保温冒口的蜡模，并对蜡模进行修整，之后使用蜡坯清洗剂对蜡模进行清洗；
㈢在步骤㈡制得的蜡模上制作壳模砂型；
㈣脱蜡和焙烧：采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.4MPa,时间为35-40分钟，制得壳模，并将壳模进行焙烧；
㈤将步骤㈣焙烧好的壳模放入按造型工艺准备的砂箱中，并用胶带封住该壳模上用于浇注的浇口和保温冒口，然后放入经过配制的混合砂，放满混合砂后再用造型震实机进行震实，形成砂型；
㈥浇注
浇注时，浇注温度为1550-1650摄氏度，浇注后，铸件在砂型中保温2-3小时；浇注成型后，进行脱模，破碎壳模，切除铸件的保温冒口，得到铸件；
㈦将浇注成型后的铸件进行热处理，具体工艺为：
A、加热：将铸件加热至740-755℃，并保温25-35min；
B、冷却：采用风冷以13-15℃/s的冷却速率将铸件加速冷却至410-420℃后，再空冷至室温；
C、一次回火：将铸件加热至520-535℃回火45-48min后，待温40-55s，使铸件温度均匀化，之后以18-25℃/s的冷却速率加速冷却至335-345℃后，再空冷至室温；
D、二次回火：将铸件加热至614-618℃回火33-39min后空冷至室温；
E、淬火：铸件淬火保温温度为510℃±10℃，保温时间为3.5～4.5h；铸件淬火加热完成后快速放入水槽水冷45-55分钟，冷却槽水温控制在25～45℃；
㈧蘸取聚乙二醇聚电解质水溶液均匀浸涂在铸件表面，之后置于65-80℃的烘箱中0.5-1小时，得到涂覆有聚乙二醇聚电解质的铸件；
㈨电镀：在涂覆有聚乙二醇聚电解质的铸件表面电镀锌镍合金镀层，锌镍合金镀层厚度为50±10μm；
㈩在锌镍合金镀层的表面进行喷涂处理，具体为：
A、喷涂：采用超音速电弧喷涂纯铝涂层，纯铝涂层喷涂厚度为50±10μm；
B、预氧化：喷涂结束后使用氧乙炔火焰对纯铝涂层表面预氧化。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机排气系统支架的生产工艺，其特征在于：所述步骤㈠中所述汽车发动机排气系统支架中各成分的质量百分比为：
C：0.04%，Al:1.36%,Zn:1.12%,Mn：0.67%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：0.02%，Ni：0.34%，Cu：0.12%，Mo：0.08%，Ti：0.37%，Pt：0.26%,W：0.43%,Eu：0.01%,Lu:0.04%，Au：0.15%，Ag:0.42%，Ga：0.01%，Sn：0.54%，Zr：0.06%，Re：0.02%，Bi：0.11%，
氧化镁：0.23％,氧化铁：0.02％,氢氧化铁：0.08％,余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的汽车发动机排气系统支架的生产工艺，其特征在于：所述步骤㈠中所述汽车发动机排气系统支架中各成分的质量百分比为：
C：0.09%，Al:1.53%,Zn:1.23%,Mn：0.78%，S：≤0.030%，P：≤0.030%，Cr：0.04%，Ni：0.49%，Cu：0.15%，Mo：0.11%，Ti：0.59%，Pt：0.33%,W：0.56%,Eu：0.04%,Lu:0.09%，Au：0.21%，Ag:0.42%，Ga：0.02%，Sn：0.67%，Zr：0.11%，Re：0.05%，Bi：0.14%，
氧化镁：0.25％,氧化铁：0.08％,氢氧化铁：0.19％,余量为Fe。
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