CN108994279A - 一种大巴汽车铝合金轮毂的低压铸造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属熔铸技术领域，涉及一种大巴汽车铝合金轮毂的低压铸造工艺，包括：将铝合金熔化成铝水温度720～740℃，除气除渣；静置待杂质充分上浮，扒出铝渣；转入中转包后再次进行除气精炼，添加一定量铝钛硼合金、铝镁合金和铝锶合金；铸造模具边摸温度400～420℃；低压铸造，浇注温度680～700℃，升液压力0.25～0.27MPa，升液时间6～10s，充型压力0.38～0.42 MPa，充型时间15～25s，增压压力0.85～0.95 MPa，增压时间8～12s，保压30～50s，泄压凝固待其冷却后脱模。本发明提高铝水熔炼温度，二次精炼减少针孔和夹渣缺陷；提高Ti、Mg、Sr含量，保证产品较高机械性能；降低边摸温度，提高充型压力，加快充型速度，减少轮辋缩松缺陷，保证轮辐的抗拉强度。

Description

一种大巴汽车铝合金轮毂的低压铸造工艺
技术领域
本发明属于金属熔铸技术领域，涉及铝合金熔铸，尤其涉及一种大巴汽车铝合金轮毂的低压铸造工艺。
背景技术
国内卡巴车专用轮毂因超载严重主要是钢制轮毂，国家多部委发文要求2012年9月1日开始实施GB7258-2012《机动车运行安全技术条件》，条例明确了客车、公共汽车（城市客车）、货车、半挂牵引车、半挂车等车辆必须配置使用：防抱制动装置、辅助制动装置、限速装置、规范使用子午线轮胎，严禁车辆超载、超高，铝合金轮毂必定是最佳选择，铝合金大巴轮毂适用范围比较广，主要有大中型客车、重中型货车、危险品运输车、校车、公共汽车、消防车、城市洒水车、旅游观光车等商用车辆。大部分商用专业汽车轮毂的材料是钢轮。随着国家2025发展计划，汽车轻量化要求，以铝代钢或非金属材料应用于各种汽车是各大车企强推的方向，铝合金轮毂强度是钢的3到5倍，散热快（铝的热传导系数是钢铁的三倍），不易爆胎，可延长轮胎使用寿命26％,铝合金轮毂重量只有钢轮毂的50%，客车用铝轮毂的百公里油耗比钢轮毂的油耗低2.5升，年可节约油费4.5万元，综合来看铝合金轮毂具备高强度、轻量化、平衡性优、阻尼小、抗噪强、散热快、外观美等特点。
从生产工艺分析，锻造旋压铝合金大巴轮毂性能最优，铝合金经过锻压旋压后组织均匀致密，能满足各种中型、重型货车、大中型客车及其他特种车辆的需求，但其生产线建设的资金量投入巨大。低压铸造旋压铝合金大巴轮毂是铸造轮盘后旋压出轮辋，其轮辐组织的致密度比锻造旋压稍差，但适当增加壁厚和增强铸造冷却可达到同等强度，轮辋组织与锻造旋压相近，生产线建设投入成本大大低于锻造生产线。低压铸造工艺使用ZAL101A为原材料，适当加入Mg、Ti、Be、Sr等金属元素进行细化、变质后通过特定设计的模具进行批量生产。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于公开一种大巴铝合金轮毂的低压铸造工艺，有效提高产品机械性能。
一种大巴铝合金轮毂的低压铸造工艺，包括如下步骤：
1、将铝合金熔化成铝水，铝水温度控制在720～740℃，通入99.99%高纯氮气和精炼剂进行除气除渣；
2、静置8～10min，待铝水底部杂质充分上浮后，扒出铝渣；
3、将铝水转入中转包后再次对铝水进行除气精炼提高其纯净度，根据中间包内铝水重量添加一定重量铝钛硼合金、铝镁合金和铝锶合金，铝水密度2.63g/cm3以上；
4、铸造模具边摸温度在400～420℃；
5、采用低压铸造，浇注温度680～700℃，升液压力0.25～0.27MPa，升液时间6～10s，充型压力0.38～0.42 MPa，充型时间15～25s，增压压力0.85～0.95 MPa，增压时间8～12s，保压30～50s，泄压凝固待其冷却后脱模。
本发明较优公开例中，步骤1所述铝合金牌号为ZAL101A，美国合金牌号A356.2。
本发明较优公开例中，步骤1所述精炼剂由氯化钾、氟氯酸钾等无机盐混合而成。
本发明较优公开例中，步骤2所述将铝水静置10min。
本发明较优公开例中，步骤3中所述添加合金后，铝水中含Ti 0.11～0.15%，Mg0.34～0.36%，Sr 0.024～0.026%，均为质量百分比。
有益效果
本发明提高铝水熔炼温度，对铝水进行二次精炼，减少铝水含氢量，提高纯净度，减少产品针孔和夹渣缺陷的产生；提高铝水中Ti、Mg、Sr含量，保证产品有较高的机械性能；降低边摸温度，提高充型压力，加快充型速度，减少轮辋缩松缺陷；提高轮辐的冷却效率，保证轮辐的抗拉强度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
一种大巴铝合金轮毂的低压铸造工艺，包括如下步骤：
1、铝水熔炼；将A356.2铝合金熔化成铝水，铝水温度在720℃，通入高纯氮气和精炼剂进行除气除渣
2、静置6min，待铝水底部杂质充分上浮后，扒出铝渣；
3、将铝水转入中转包后再次对铝水进行除气精炼，添加铝钛硼合金、铝镁合金、铝锶合金配置铝水，检测铝水中各成分质量百分比：Ti含量0.13%，Mg含量0.35%，Sr含量0.025%，检测铝水密度2.645g/cm3；
4、铸造模具边摸温度控制在400℃；
5、采用低压铸造，浇注温度680℃，升液压力0.25MPa，升液时间6s，充型压力0.38MPa，充型时间15s，增压压力0.85 MPa，增压时间8s，保压30s，泄压凝固待其冷却后脱模；
6、生产132件，铸造合格率95.4%，热处理检测机械性能：轮缘抗拉强度312 MPa，屈服强度264 MPa。
实施例2
一种大巴铝合金轮毂的低压铸造工艺，包括如下步骤：
1、铝水熔炼；将A356.2铝合金熔化成铝水，铝水温度在730℃，通入高纯氮气和精炼剂进行除气除渣
2、静置8min，待铝水底部杂质充分上浮后，扒出铝渣；
3、将铝水转入中转包后再次对铝水进行除气精炼，添加铝钛硼合金、铝镁合金、铝锶合金配置铝水，使铝水中各成分质量百分比：Ti含量0.13%，Mg含量0.35%，Sr含量0.025%，铝水密度2.641g/cm3；
4、铸造模具边摸温度控制在410℃；
5、采用低压铸造，浇注温度690℃，升液压力0.26MPa，升液时间8s，充型压力0.40 MPa，充型时间20s，增压压力0.9 MPa，增压时间10s，保压40s，泄压凝固待其冷却后脱模；
6、生产187件，铸造合格率96.2%，热处理检测机械性能：轮缘抗拉强度325 MPa，屈服强度258 MPa。
实施例3
一种大巴铝合金轮毂的低压铸造工艺，包括如下步骤：
1、铝水熔炼；将A356.2铝合金熔化成铝水，铝水温度在740℃，通入高纯氮气和精炼剂进行除气除渣
2、静置10min，待铝水底部杂质充分上浮后，扒出铝渣；
3、将铝水转入中转包后再次对铝水进行除气精炼，添加铝钛硼合金、铝镁合金、铝锶合金配置铝水，使铝水中各成分质量百分比：Ti含量0.15%，Mg含量0.36%，Sr含量0.026%，铝水密度2.639g/cm3；
4、铸造模具边摸温度控制在420℃；
5、采用低压铸造，浇注温度700℃，升液压力0.27MPa，升液时间10s，充型压力0.42MPa，充型时间25s，增压压力0.95 MPa，增压时间12s，保压一段时间50s，泄压凝固待其冷却后脱模；
6、生产144件，铸造合格率96.4%，热处理检测机械性能：轮缘抗拉强度307 MPa，屈服强度257 MPa。
实验数据表：
实验编号 生产量 铸造合格率 轮缘抗拉强度 轮缘屈服强度 轮缘 延伸率
例1 132件 95.4% 312Mpa 264 Mpa 8.56%
例2 187件 96.2% 325 Mpa 258 Mpa 10.25%
例3 144件 96.4% 307 Mpa 257 Mpa 8.36%
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种大巴铝合金轮毂的低压铸造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
A、将铝合金熔化成铝水，铝水温度控制在720～740℃，通入99.99%高纯氮气和精炼剂进行除气除渣；
B、静置8～10min，待铝水底部杂质充分上浮后，扒出铝渣；
C、将铝水转入中转包后再次对铝水进行除气精炼提高其纯净度，根据中间包内铝水重量添加一定重量铝钛硼合金、铝镁合金和铝锶合金，铝水密度2.63g/cm3以上；
D、铸造模具边摸温度在400～420℃；
E、采用低压铸造，浇注温度680～700℃，升液压力0.25～0.27MPa，升液时间6～10s，充型压力0.38～0.42 MPa，充型时间15～25s，增压压力0.85～0.95 MPa，增压时间8～12s，保压30～50s，泄压凝固待其冷却后脱模。
2.根据权利要求1所述大巴铝合金轮毂的低压铸造工艺，其特征在于：步骤A所述铝合金牌号为ZAL101A，美国合金牌号A356.2。
3.根据权利要求1所述大巴铝合金轮毂的低压铸造工艺，其特征在于：步骤A所述精炼剂由氯化钾、氟氯酸钾等无机盐混合而成。
4.根据权利要求1所述大巴铝合金轮毂的低压铸造工艺，其特征在于：步骤B所述将铝水静置10min。
5.根据权利要求1所述大巴铝合金轮毂的低压铸造工艺，其特征在于：步骤C中所述添加合金后，铝水中含Ti 0.11～0.15%，Mg 0.34～0.36%，Sr 0.024～0.026%，均为质量百分比。
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