CN107757732A - 一种高强度汽车尾翼的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高强度汽车尾翼的生产工艺，属于汽车配件技术领域。该高强度汽车尾翼的生产工艺，包括以下步骤：㈠配料；㈡熔炼原料；㈢蜡模制备；㈣制作壳模；㈤制作砂型；㈥浇注；㈦对浇注成型后的铸件进行抛光打磨；㈧将抛光打磨后的铸件进行热处理；㈨将热处理后的铸件进行阳极氧化处理。本发明的高强度汽车尾翼的生产工艺以Al为主要材料，加入了多种稀土金属和Fe、Zn、Ti等其他金属，其中Ti的含量较高，使得汽车尾翼自身既减轻的质量又有足够的强度和耐热腐蚀性能；本发明的高强度汽车尾翼的生产工艺在熔炼原料时进行了二次熔炼，有效的减少了原料中的杂质，提高了产品质量。

Description

一种高强度汽车尾翼的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种高强度汽车尾翼的生产工艺，属于汽车配件技术领域。
背景技术
汽车尾翼是指汽车行李箱盖上，后端所装形式鸭尾的突出物，属于汽车空气动力套件中的一部分。主要作用是为了减少车辆尾部的升力。汽车在高速行驶时，根据空气动力学原理，在行驶过程中会遇到空气阻力，围绕汽车重心同时产生纵向、侧向和垂直上升的三个方向的空气动力量，其中纵向为空气阻力。
为了有效地减少并克服汽车高速行驶时空气阻力的影响，人们设计使用了汽车尾翼，其作用就是使空气对汽车产生第四种作用力，即产生较大的对地面的附着力，它能抵消一部分升力，有效控制汽车上浮，使风阻系数相应减小，使汽车能紧贴在道路地面行驶，从而提高行驶的稳定性能。
由于汽车尾翼在使用过程中需要承受较大压力，需要较强的力学性能，还需要良好的耐腐蚀性能来保证它的正常稳定使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种强度高耐腐蚀性能好的高强度汽车尾翼的生产工艺。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种高强度汽车尾翼的生产工艺，包括以下步骤：
㈠配料：高强度汽车尾翼中各成分的质量百分比为：C：0.01-0.03%，Fe:0.66-0.88%,Zn:0.74-0.91%,Mn：0.34-0.55%， Cr：0.01-0.04%，Ni：1.12-1.69%， Mo：0.06-0.11%，Ti：13.22-15.63%， Nd：0.13-0.17%,Ce：0.01-0.02%，Eu：0.35-0.44%,Lu:0.01-0.03%，Ga：0.01-0.02%， Sn：1.24-0.33%，Zr：0.16-0.21%，Re：0.01-0.03%，余量为Al；
㈡熔炼原料：
a、按预定的高强度汽车尾翼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1250摄氏度至1260摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
b、将上一步得到的合金溶液进行冷却，冷却时用水冷以12-15℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至30℃形成合金，然后空冷至室温；
c、加热，将上一步冷却后的合金加入熔炉内进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1300摄氏度至1450摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
㈢蜡模制备：采用低温蜡和机械注蜡技术，制作与高强度汽车尾翼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；
㈣制作壳模：在步骤㈢制得的蜡模上制作壳模砂型；采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.9MPa,时间为20-35分钟制得壳模；
㈤制作砂型：将步骤㈣的壳模进行壳模焙烧，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
浇注前用恒温500-550摄氏度的热风机对壳模进行烘烤1小时，浇注时，浇注温度为1000-1050摄氏度，浇注后，铸件在砂型中保温1-2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对浇注成型后的铸件进行抛光打磨；
㈧将抛光打磨后的铸件进行热处理，具体工艺为：
A、加热：将铸件加热至800-850℃，并保温15-20min；
B、冷却：采用水冷以18-22℃/s的冷却速率将铸件冷却至200-250℃后，再空冷至室温；
C、一次回火：将铸件加热至700-750℃回火40-45min后，以8-9℃/s的冷却速率加速冷却至室温；
D、二次回火：将铸件加热至650-680℃回火20-25min后空冷至室温；
E、淬火：将铸件淬火保温温度为500℃±20℃，保温时间为1.5～2.5h；铸件淬火加热完成后快速放入水槽水冷20-30分钟，冷却槽水温控制在30～40℃；
㈨将热处理后的铸件进行阳极氧化处理，具体步骤如下：
A、将打磨好的铸件清洗干净后放入电解液中，以铸件为阳极接通电源进行阳极氧化，阳极氧化的电压为800-900V，阳极氧化的电流为5安培/平方分米，电源为脉冲电源，脉冲电源的频率为700赫兹，占空比为20％；
B、清洗干净铸件后浸入重铬酸钾溶液中进行第一次封闭处理，重铬酸钾溶液的浓度为5～9g/L，第一次封闭处理温度为90～120℃，第一次封闭处理时间为25～55min ；
C、清洗干净铸件后浸入醋酸镍溶液中进行第二次封闭处理；醋酸镍溶液的浓度为2～8g/L，第二次封闭处理温度为90～120℃，第二次封闭处理时间为25～55min ；
D、清洗干净后干燥，铸件表面制得阳极氧化膜层，制得高强度汽车尾翼；
其中步骤A中电解液的溶质组成为：氢氧化钾5-9克/升，氟化锂16-20克/升，酒石酸钾钠19-20克/升，碳酸钠5-7克/升，酒石酸18-25克/升，氢氧化钠100-110克/升。
上述技术方案的改进是：步骤㈠中高强度汽车尾翼中各成分的质量百分比为：C：0.01%，Fe:0.66%,Zn:0.74%,Mn：0.34%， Cr：0.01%，Ni：1.12%， Mo：0.06%，Ti：13.22%， Nd：0.13%,Ce：0.01%，Eu：0.35%,Lu:0.01%，Ga：0.01%， Sn：1.24%，Zr：0.16%，Re：0.01%，余量为Al。
上述技术方案的改进是：步骤㈠中高强度汽车尾翼中各成分的质量百分比为：C：0.03%，Fe:0.88%,Zn:0.91%,Mn：0.55%， Cr：0.04%，Ni：1.69%， Mo：0.11%，Ti：15.63%， Nd：0.17%,Ce：0.02%，Eu：0.44%,Lu:0.03%，Ga：0.02%， Sn：0.33%，Zr：0.21%，Re：0.03%，余量为Al。
本发明采用上述技术方案的有益效果是：
（1）本发明的高强度汽车尾翼的生产工艺以Al为主要材料，加入了多种稀土金属和Fe、Zn、Ti等其他金属，其中Ti的含量较高，使得汽车尾翼自身既减轻的质量又有足够的强度和耐热腐蚀性能；
（2）本发明的高强度汽车尾翼的生产工艺在熔炼原料时进行了二次熔炼，有效的减少了原料中的杂质，提高了产品质量；
（3）本发明的高强度汽车尾翼的生产工艺在浇注前用恒温500-550摄氏度的热风机对壳模进行烘烤，有效的防止了浇注过程中壳模发生开裂破损，保证了生产安全，提高了生产效率；
（4）本发明的高强度汽车尾翼的生产工艺对抛光打磨后的铸件进行热处理，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；
（5）本发明的高强度汽车尾翼的生产工艺在对铸件进行热处理时，在两次回火后进行了淬火处理，进一步提高了尾翼的结构强度，延长了使用寿命；
（6）本发明的高强度汽车尾翼的生产工艺在对铸件进行阳极氧化处理时，采用脉冲电源进行了阳极氧化处理，大大提高了汽车尾翼自身的耐腐蚀性能，延长了使用寿命；
（7）本发明的高强度汽车尾翼的生产工艺在对铸件进行阳极氧化处理时，阳极氧化后通过重铬酸钾溶液和醋酸镍溶液进行了两次封闭处理，使得铸件表面制得的阳极氧化膜层更加致密均匀，提高防腐蚀性能；
（8）本发明的高强度汽车尾翼的生产工艺在对铸件进行阳极氧化处理时，其中步骤A中电解液的溶质组成为：氢氧化钾5-9克/升，氟化锂16-20克/升，酒石酸钾钠19-20克/升，碳酸钠5-7克/升，酒石酸18-25克/升，氢氧化钠100-110克/升，采用该电解液进行阳极氧化处理，相对于传统的氯化钠等电解质溶液，生产效率高，处理质量好。
具体实施方式
实施例一
本实施例的一种高强度汽车尾翼的生产工艺，包括以下步骤：
㈠配料：高强度汽车尾翼中各成分的质量百分比为：C：0.01%，Fe:0.66%,Zn:0.74%,Mn：0.34%， Cr：0.01%，Ni：1.12%， Mo：0.06%，Ti：13.22%， Nd：0.13%,Ce：0.01%，Eu：0.35%,Lu:0.01%，Ga：0.01%， Sn：1.24%，Zr：0.16%，Re：0.01%，余量为Al；
㈡熔炼原料：
a、按预定的高强度汽车尾翼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1250摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
b、将上一步得到的合金溶液进行冷却，冷却时用水冷以12℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至30℃形成合金，然后空冷至室温；
c、加热，将上一步冷却后的合金加入熔炉内进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1300摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
㈢蜡模制备：采用低温蜡和机械注蜡技术，制作与高强度汽车尾翼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；
㈣制作壳模：在步骤㈢制得的蜡模上制作壳模砂型；采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.9MPa,时间为20分钟制得壳模；
㈤制作砂型：将步骤㈣的壳模进行壳模焙烧，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
浇注前用恒温500-550摄氏度的热风机对壳模进行烘烤1小时，浇注时，浇注温度为1000摄氏度，浇注后，铸件在砂型中保温1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对浇注成型后的铸件进行抛光打磨；
㈧将抛光打磨后的铸件进行热处理，具体工艺为：
A、加热：将铸件加热至800℃，并保温15min；
B、冷却：采用水冷以18℃/s的冷却速率将铸件冷却至200℃后，再空冷至室温；
C、一次回火：将铸件加热至700℃回火40min后，以8℃/s的冷却速率加速冷却至室温；
D、二次回火：将铸件加热至650℃回火20min后空冷至室温；
E、淬火：将铸件淬火保温温度为500℃±20℃，保温时间为1.5h；铸件淬火加热完成后快速放入水槽水冷20分钟，冷却槽水温控制在30℃；
㈨将热处理后的铸件进行阳极氧化处理，具体步骤如下：
A、将打磨好的铸件清洗干净后放入电解液中，以铸件为阳极接通电源进行阳极氧化，阳极氧化的电压为800V，阳极氧化的电流为5安培/平方分米，电源为脉冲电源，脉冲电源的频率为700赫兹，占空比为20％；
B、清洗干净铸件后浸入重铬酸钾溶液中进行第一次封闭处理，重铬酸钾溶液的浓度为5g/L，第一次封闭处理温度为90℃，第一次封闭处理时间为55min ；
C、清洗干净铸件后浸入醋酸镍溶液中进行第二次封闭处理；醋酸镍溶液的浓度为2g/L，第二次封闭处理温度为90℃，第二次封闭处理时间为55min ；
D、清洗干净后干燥，铸件表面制得阳极氧化膜层，制得高强度汽车尾翼；
其中步骤A中电解液的溶质组成为：氢氧化钾9克/升，氟化锂16克/升，酒石酸钾钠19克/升，碳酸钠5克/升，酒石酸18克/升，氢氧化钠100克/升。
实施例二
本实施例的一种高强度汽车尾翼的生产工艺，包括以下步骤：
㈠配料：高强度汽车尾翼中各成分的质量百分比为：C：0.03%，Fe:0.88%,Zn:0.91%,Mn：0.55%， Cr：0.04%，Ni：1.69%， Mo：0.11%，Ti：15.63%， Nd：0.17%,Ce：0.02%，Eu：0.44%,Lu:0.03%，Ga：0.02%， Sn：0.33%，Zr：0.21%，Re：0.03%，余量为Al；
㈡熔炼原料：
a、按预定的高强度汽车尾翼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1260摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
b、将上一步得到的合金溶液进行冷却，冷却时用水冷以15℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至30℃形成合金，然后空冷至室温；
c、加热，将上一步冷却后的合金加入熔炉内进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1450摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
㈢蜡模制备：采用低温蜡和机械注蜡技术，制作与高强度汽车尾翼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；
㈣制作壳模：在步骤㈢制得的蜡模上制作壳模砂型；采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.9MPa,时间为35分钟制得壳模；
㈤制作砂型：将步骤㈣的壳模进行壳模焙烧，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
浇注前用恒温550摄氏度的热风机对壳模进行烘烤1小时，浇注时，浇注温度为1050摄氏度，浇注后，铸件在砂型中保温2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对浇注成型后的铸件进行抛光打磨；
㈧将抛光打磨后的铸件进行热处理，具体工艺为：
A、加热：将铸件加热至850℃，并保温18min；
B、冷却：采用水冷以20℃/s的冷却速率将铸件冷却至230℃后，再空冷至室温；
C、一次回火：将铸件加热至720℃回火43min后，以9℃/s的冷却速率加速冷却至室温；
D、二次回火：将铸件加热至660℃回火23min后空冷至室温；
E、淬火：将铸件淬火保温温度为500℃±20℃，保温时间为2.5h；铸件淬火加热完成后快速放入水槽水冷25分钟，冷却槽水温控制在35℃；
㈨将热处理后的铸件进行阳极氧化处理，具体步骤如下：
A、将打磨好的铸件清洗干净后放入电解液中，以铸件为阳极接通电源进行阳极氧化，阳极氧化的电压为900V，阳极氧化的电流为5安培/平方分米，电源为脉冲电源，脉冲电源的频率为700赫兹，占空比为20％；
B、清洗干净铸件后浸入重铬酸钾溶液中进行第一次封闭处理，重铬酸钾溶液的浓度为9g/L，第一次封闭处理温度为120℃，第一次封闭处理时间为25min ；
C、清洗干净铸件后浸入醋酸镍溶液中进行第二次封闭处理；醋酸镍溶液的浓度为8g/L，第二次封闭处理温度为120℃，第二次封闭处理时间为55min ；
D、清洗干净后干燥，铸件表面制得阳极氧化膜层，制得高强度汽车尾翼；
其中步骤A中电解液的溶质组成为：氢氧化钾5克/升，氟化锂18克/升，酒石酸钾钠20克/升，碳酸钠6克/升，酒石酸20克/升，氢氧化钠105克/升。
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)

1.一种高强度汽车尾翼的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
㈠配料：所述高强度汽车尾翼中各成分的质量百分比为：C：0.01-0.03%，Fe:0.66-0.88%,Zn:0.74-0.91%,Mn：0.34-0.55%， Cr：0.01-0.04%，Ni：1.12-1.69%， Mo：0.06-0.11%，Ti：13.22-15.63%， Nd：0.13-0.17%,Ce：0.01-0.02%，Eu：0.35-0.44%,Lu:0.01-0.03%，Ga：0.01-0.02%， Sn：1.24-0.33%，Zr：0.16-0.21%，Re：0.01-0.03%，余量为Al；
㈡熔炼原料：
a、按预定的高强度汽车尾翼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1250摄氏度至1260摄氏度，原料被熔炼形成合金溶液；
b、将上一步得到的合金溶液进行冷却，冷却时用水冷以12-15℃/s的冷却速率将合金溶液水冷至30℃形成合金，然后空冷至室温；
c、加热，将上一步冷却后的合金加入熔炉内进行二次熔炼，将熔炉内的温度提高到1300摄氏度至1450摄氏度，合金被二次熔炼形成合金溶液；
㈢蜡模制备：采用低温蜡和机械注蜡技术，制作与高强度汽车尾翼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；
㈣制作壳模：在步骤㈢制得的蜡模上制作壳模砂型；采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.9MPa,时间为20-35分钟制得壳模；
㈤制作砂型：将步骤㈣的壳模进行壳模焙烧，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
浇注前用恒温500-550摄氏度的热风机对壳模进行烘烤1小时，浇注时，浇注温度为1000-1050摄氏度，浇注后，铸件在砂型中保温1-2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对浇注成型后的铸件进行抛光打磨；
㈧将抛光打磨后的铸件进行热处理，具体工艺为：
A、加热：将铸件加热至800-850℃，并保温15-20min；
B、冷却：采用水冷以18-22℃/s的冷却速率将铸件冷却至200-250℃后，再空冷至室温；
C、一次回火：将铸件加热至700-750℃回火40-45min后，以8-9℃/s的冷却速率加速冷却至室温；
D、二次回火：将铸件加热至650-680℃回火20-25min后空冷至室温；
E、淬火：将铸件淬火保温温度为500℃±20℃，保温时间为1.5～2.5h；铸件淬火加热完成后快速放入水槽水冷20-30分钟，冷却槽水温控制在30～40℃；
㈨将热处理后的铸件进行阳极氧化处理，具体步骤如下：
A、将打磨好的铸件清洗干净后放入电解液中，以铸件为阳极接通电源进行阳极氧化，阳极氧化的电压为800-900V，阳极氧化的电流为5安培/平方分米，所述电源为脉冲电源，所述脉冲电源的频率为700赫兹，占空比为20％；
B、清洗干净铸件后浸入重铬酸钾溶液中进行第一次封闭处理，所述重铬酸钾溶液的浓度为5～9g/L，第一次封闭处理温度为90～120℃，第一次封闭处理时间为25～55min ；
C、清洗干净铸件后浸入醋酸镍溶液中进行第二次封闭处理；所述醋酸镍溶液的浓度为2～8g/L，第二次封闭处理温度为90～120℃，第二次封闭处理时间为25～55min ；
D、清洗干净后干燥，铸件表面制得阳极氧化膜层，制得高强度汽车尾翼；
其中步骤A中电解液的溶质组成为：氢氧化钾5-9克/升，氟化锂16-20克/升，酒石酸钾钠19-20克/升，碳酸钠5-7克/升，酒石酸18-25克/升，氢氧化钠100-110克/升。
2.根据权利要求1所述的高强度汽车尾翼的生产工艺，其特征在于：步骤㈠中所述高强度汽车尾翼中各成分的质量百分比为：C：0.01%，Fe:0.66%,Zn:0.74%,Mn：0.34%， Cr：0.01%，Ni：1.12%， Mo：0.06%，Ti：13.22%， Nd：0.13%,Ce：0.01%，Eu：0.35%,Lu:0.01%，Ga：0.01%， Sn：1.24%，Zr：0.16%，Re：0.01%，余量为Al。
3.根据权利要求1所述的高强度汽车尾翼的生产工艺，其特征在于：步骤㈠中所述高强度汽车尾翼中各成分的质量百分比为：C：0.03%，Fe:0.88%,Zn:0.91%,Mn：0.55%， Cr：0.04%，Ni：1.69%， Mo：0.11%，Ti：15.63%， Nd：0.17%,Ce：0.02%，Eu：0.44%,Lu:0.03%，Ga：0.02%， Sn：0.33%，Zr：0.21%，Re：0.03%，余量为Al。
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