CN110756763A

CN110756763A - 一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺

Info

Publication number: CN110756763A
Application number: CN201810842996.9A
Authority: CN
Inventors: 谢升; 徐永龙; 程科升
Original assignee: GUANGDONG TAYO MOTORCYCLE TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: GUANGDONG TAYO MOTORCYCLE TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2020-02-07

Abstract

本发明的目的是提供一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺，其工艺步骤为：熔炼、保温、合模、注汤、慢速封口、压室抽真空、慢速压射、型腔抽真空、高速压射、开模、喷涂润滑。采用高真空压铸工艺生产摩托车后摇臂，能降低铸件内的含气量，减少气孔缺陷，可进行T6热处理。铸件表面成型质量和毛坯尺寸精度提高，减少机加工，铸件具有更高抗拉强度和更高屈服强度的同时，使铸件质量更轻，从而减少资源和能源的消耗，降低生产成本，提高经济效益。

Description

一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺

技术领域

本发明涉及一种摩托车后摇臂的铸造生产工艺，尤其是涉及一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺，属于汽、摩部件制造技术领域。

背景技术

摩托车后摇臂是摩托车中一个重要的安全部件，连接摩托车后避震、后避震连接杆、后摇臂枢轴以及后轮，传递车架和后轮两者间的力和力矩。后摇臂常见的成型方法：钢管焊接成型、铝合金重力铸造或低压铸造。采用钢管焊接，质量大，工艺繁琐，焊接变形难控制，整体刚性差。采用铝合金重力铸造或低压铸造，难以成型薄壁深腔部位，表面粗糙，常有砂眼、缩孔、欠铸等缺陷，良品率低，生产效率低，机械加工量大，成本高。传统的压铸工艺有良好的尺寸精度和高表面光洁度，投资低、效率高，工艺路线短的优势，但铸件存在较多气孔，力学性能有限，不利于力传递，且不能进行热处理和焊接，采用高真空压铸工艺可解决气孔缺陷，获得内部组织致密的铸件，后期可对铸件进行热处理，获得更加优异的综合力学性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺，降低铸件的含气量，减少内部气孔缺陷，可进行T6处理。铸件表面成型质量和毛坯精度提高，减少机加工，铸件具有更高抗拉强度和更高屈服强度的同时，使铸件质量更轻，从而减少资源和能源的消耗，降低生产成本，提高经济效益。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺，包括以下步骤：

1）熔炼：在集中融化炉内将AlSi₁₀MgMn在730±20℃融化，回炉料比例小于40%，然后转入转运包，待铝液温度为720℃~740℃，加入精炼剂，通入氩气进行精炼；

2）保温：将步骤1）中制得的铝液转入机边保温炉，保温温度670℃~690℃；

3）合模：模具顶杆复位，动模抽芯入，模具合模；

4）注汤：将铝汤从保温炉中取出通过注汤口，注入压室内，压室温度为250℃~300℃，压室充满度为30%~50%；

5）慢速压射封口：冲头前行封闭压室注汤口，冲头为密封冲头；

6）抽真空：冲头封闭注汤口即开启抽真空，冲头高低速切换前60~80ms，关闭抽真空；

7）高速压射：冲头慢速切换至高速，将压室内铝液压入模具型腔，对冲头施加压力保压，增压压力：70~100Mpa，保压时间5~10s，冷却时间5~10s，高速开始时，启动模具温度循环温控系统，通过采集模具不同位置的温度，调节模具温度，使得定模温度为150℃~220℃，动模温度为150℃~200℃，抽芯滑块温度90℃~130℃。

8）开模：模具开模，动模抽芯出，顶杆顶出铸件；

9）喷涂润滑：模具型腔表面均匀喷涂水基脱模剂，压室进行喷油润滑；

进一步，步骤1）中的精炼除气操作，根据转运包大小和铝液多少，设定精炼剂加入量，氩气流量，石墨转子速度，除气时间为10~15min。

更进一步地，精炼剂加入量为铝液量的0.03%~0.1%，铝液精炼除气后，密度大于2.6g/cm³。

进一步，步骤3）中模具顶杆、模具抽芯以及模具分型面均布置密封条。

进一步，步骤4）中铝液注入压室10s内温度≥640℃。

进一步，步骤5）中冲头前行速度为0.1m/s~0.15m/s。

进一步，步骤6）中根据冲头的位移行程开启和关闭抽真空，最终模具型腔内的真空度在50mbar~100mbar。

进一步，步骤7）中冲头慢速速度为0.1m/s~0.3m/s，在压室充满度为85%±1%进行高低速切换，内浇口速度35m/s~45m/s，填充时间≤50ms。

更进一步地，步骤7)中冲头高速切换后0.2s~0.25s内，对厚壁位置进行局部挤压。

进一步，步骤9）中水基脱模剂与水的配比为1:80~1:120。

本发明技术方案的实质特点和显著进步主要体现在：

①与钢管焊接工艺相比，高真空压铸工艺制造的摩托车铝合金后摇臂，简化了制造工艺，质量更轻，减重50%以上，降低燃油消耗，高真空压铸工艺制造的摩托车铝合金后摇臂无焊接变形，整体刚性更好，为车辆提供更加优异的抓地力、寻轨性和稳定性。

②与铝合金重力铸造或低压铸造相比，高真空压铸工艺制造的摩托车铝合金后摇臂可以成型更加复杂薄壁的结构，产品合格率高，易于实现自动化，效率高，毛坯表面光洁度高，尺寸精度更高，减少加工余量，材料利用率高达95%以上，更加有效的降低成本。

③与传统压铸相比，高真空压铸工艺在压铸过程中抽真空，降低了铸件含气量，使内部气孔减少，铸件内部组织均匀致密，具有更高的抗拉强度和屈服强度和伸长率，可T6热处理，使其机械性能接近同种合金的锻件水平。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

图2是本发明制造的摩托车铝合金后摇臂实物图。

图3是钢管焊接后摇臂实物图。

具体实施方式

为进一步理解本发明的技术方案，藉由以下具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例如下：

材料AlSi₁₀MgMn成分为：

Si：9.5%~11.5%，

Mg：0.1%~0.5%，

Mn：0.5%~0.8%，

Cu≤0.05%，Fe≤0.2%，Zn≤0.07%，Ti≥0.1%，其余各项总含量≤0.005%，余量为Al。

实施例1：一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺，包含如下步骤：

1）熔炼：在集中融化炉内将AlSi₁₀MgMn在730℃融化，回炉料比例30%，然后转入转运包，待铝液温度为720℃，加入铝液质量0.05%精炼剂，通入氩气进行精炼，除气时间10min；

2）保温：将步骤1）中制得的铝液进行化学成分、含渣量测试，密度大于2.6g/cm³，合格方可转入机边保温炉，保温温度680℃；

3）合模：模具顶杆复位，动模抽芯入，模具合模，模具顶杆和模框之间布置密封圈，动模抽芯滑块布置密封条，动定模分型面布置密封条，防止模具外气体进入型腔内，保证高真空度要求；

4）注汤：定量炉通过定量给汤装置将铝液注入压室，铝液注入压室10s内温度≥640℃，压室温度为250℃~300℃，压室充满度为30%~50%；

5）慢速压射封口：冲头以0.1m/s速度前行封闭压室注汤口，冲头为密封冲头；

6）抽真空：冲头封闭注汤口即开启压室抽真空，在冲头越过压室抽真空口，关闭压室抽真空口，打开型腔抽真空，冲头高低速切换前60ms，关闭抽真空，最终模具型腔内的真空度在20mbar~30mbar。

7）高速压射：冲头慢速速度为0.15m/s，在压室充满度为85%±1%进行高低速切换，将压室内铝液压入模具型腔，内浇口速度35m/s，填充时间≤50ms，对冲头施加压力保压，增压压力：80Mpa，保压时间5s，冷却时间10s，冲头切换高速时，启动模具温度循环温控系统，通过采集模具不同位置的温度，调节模具温度，使得定模温度为150℃~220℃，动模温度为150℃~200℃，抽芯滑块温度90℃~130℃，冲头高速切换后0.2s，对厚壁位置进行局部挤压。

8）开模：模具开模，动模抽芯出，顶杆顶出铸件；

9）喷涂润滑：模具型腔表面均匀喷涂水基脱模剂，吹干模具型腔表面水分，对压室进行喷油润滑；水基脱模剂与水的配比为1:100，喷涂润滑结束后，进行下一个循环，参见图1工艺流程图，实现批量生产。

实施例2：一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺，包含如下步骤：

1）熔炼：在集中融化炉内将AlSi₁₀MgMn在740℃融化，回炉料比例35%，然后转入转运包，待铝液温度为720℃，加入铝液质量0.1%精炼剂，通入氩气进行精炼，除气时间15min；

2）保温：将步骤1）中制得的铝液进行化学成分、含渣量测试，密度大于2.6g/cm³，合格方可转入机边保温炉，保温温度690℃；

5）慢速压射封口：冲头以0.15m/s速度前行封闭压室注汤口，冲头为密封冲头；

6）抽真空：冲头封闭倒汤口即开启压室抽真空，在冲头越过压室抽真空口，关闭压室抽真空口，打开型腔抽真空，冲头高低速切换前60ms，关闭抽真空，最终模具型腔内的真空度在20~30mbar。

7）高速压射：冲头慢速速度为0.15m/s，在压室充满度为85%±1%进行高低速切换，将压室内铝液压入模具型腔，内浇口速45m/s，填充时间≤50ms，对冲头施加压力保压，增压压力：100Mpa，保压时间7s，冷却时间8s，冲头切换高速时，启动模具温度循环温控系统，通过采集模具不同位置的温度，调节模具温度，使得定模温度为150℃~220℃，动模温度为150℃~200℃，抽芯滑块温度90℃~130℃，冲头高速切换后0.2s，对厚壁位置进行局部挤压。

8）开模：模具开模，动模抽芯出，顶杆顶出铸件；

可达到的显著效果：

图2为本发明实施例制造的ZT250-S车型摩托车铝合金后摇臂实物图，图3为ZT250-S车型原钢管焊接后摇臂实物图，钢管焊接后摇臂是由不同管径的钢管、钢板，经过下料、冲裁、冲压、翻边、折弯、焊接等工序成型，高真空压铸工艺制造的摩托车铝合金后摇臂，一次成型，全自动生产，单个循环周期在90s以内，高真空压铸铝合金后摇臂总重4.129kg，相比于钢管焊接后摇臂8.607kg，减重52%，可有效降低燃油消耗，高真空压铸工艺制造的摩托车铝合金后摇臂在整车台架试验，受力10KN，弹性变形16mm，钢管焊接后摇臂承载4KN,弹性变形12mm，高真空压铸工艺制造的摩托车铝合金后摇臂，整体刚性更好，可为车辆提供更加优异的抓地力、寻轨性和稳定性。

高真空压铸工艺制造的摩托车铝合金后摇臂在高压下成型，可以成型更加复杂薄壁的结构，尺寸精度高达CT4级，表面光洁度可以达Ra0.8，毛坯总重4.27kg，加工后成品重4.129kg，加工量仅0.141kg，材料利用率96.7%以上，有效降低成本。

传统压铸件，铸件内部含气量高，伸长率低于2%，不能进行T6热处理强化，高真空压铸工艺在压铸过程中抽真空，模具型腔最终真空度为26mbar，铸件可进行T6处理：固溶490℃×3h，时效170℃×3h，取铸件本体样进行力学性能测试，抗拉强度达310±10Mpa，伸长率为6%~8%，接近同种合金的锻件水平。

Claims

1.一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺，其特征在于包括以下步骤：

3）合模：模具顶杆复位，动模抽芯入，模具合模；

6）抽真空：冲头封闭倒汤口即开启抽真空，冲头高低速切换前60~80ms，关闭抽真空；

7）高速压射：冲头慢速切换至高速，将压室内铝液压入模具型腔，对冲头施加压力保压，增压压力：70~100Mpa，保压时间5~10s，冷却时间5~10s，高速开始时，启动模具温度循环温控系统，通过采集模具不同位置的温度，调节模具温度，使得定模温度为150℃~220℃，动模温度为150℃~200℃，抽芯滑块温度90℃~130℃；

8）开模：模具开模，动模抽芯出，顶杆顶出铸件；

9）喷涂润滑：模具型腔表面均匀喷涂水基脱模剂，压室进行喷油润滑。

2.根据权利要求1所述的一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺，其特征在于，步骤1）中的精炼除气操作，根据转运包大小和铝液多少，设定精炼剂加入量，氩气流量，石墨转子速度，除气时间为10~15min。

3.根据权利要求1所述的一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺，其特征在于，步骤1）中精炼剂加入量为铝液量的0.03%~0.1%，铝液精炼除气后，密度大于2.6g/cm³。

4.根据权利要求1所述的一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺，其特征在于，步骤3）中模具顶杆、模具抽芯以及模具分型面均布置密封条。

5.根据权利要求1所述的一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺，其特征在于，步骤4）中铝液注入压室10s内温度≥640℃。

6.根据权利要求1所述的一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺，其特征在于，步骤5）中冲头前行速度为0.1m/s~0.15m/s。

7.根据权利要求1所述的一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺，其特征在于，步骤6）中根据冲头的位移行程开启和关闭抽真空，最终模具型腔内的真空度在20mbar~30mbar。

8.根据权利要求1所述的一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺，其特征在于，步骤7）中冲头慢速速度为0.1m/s~0.3m/s，在压室充满度为85%±1%进行高低速切换，内浇口速度35m/s~45m/s，填充时间≤50ms。

9.根据权利要求1所述的一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺，其特征在于，步骤7）中冲头高速切换后0.2s~0.25s内，对厚壁位置进行局部挤压。

10.根据权利要求1所述的一种摩托车后摇臂的高真空压铸生产工艺，其特征在于，步骤9）中水基脱模剂与水的配比为1:80~1:120。