CN111961894B - 一种整体式方向盘骨架的制备方法 - Google Patents
一种整体式方向盘骨架的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111961894B CN111961894B CN202010871420.2A CN202010871420A CN111961894B CN 111961894 B CN111961894 B CN 111961894B CN 202010871420 A CN202010871420 A CN 202010871420A CN 111961894 B CN111961894 B CN 111961894B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steering wheel
- die
- alloy
- wheel framework
- rim
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 78
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 75
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 62
- 238000004512 die casting Methods 0.000 claims abstract description 45
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 28
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 28
- WMOHXRDWCVHXGS-UHFFFAOYSA-N [La].[Ce] Chemical compound [La].[Ce] WMOHXRDWCVHXGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 45
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 45
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 27
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 24
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 18
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 18
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 9
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 9
- 229910001122 Mischmetal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 3
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 2
- 101001108245 Cavia porcellus Neuronal pentraxin-2 Proteins 0.000 description 1
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/20—Accessories: Details
- B22D17/22—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C23/00—Alloys based on magnesium
- C22C23/06—Alloys based on magnesium with a rare earth metal as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
本申请涉及一种整体式方向盘骨架的制备方法，涉及金属材料技术领域。本制备方法依次包括首先将镁合金置于熔化炉内，覆盖保护气体进行熔化，再将熔化后的合金液升温至预设温度，并向所述合金液中添加质量百分数为0.5～1.2％的镧铈混合稀土，进行精炼清渣后得到合金混合液，随后将所述合金混合液浇入合模后的模具内，并压铸成形，最后开模得到成型后的方向盘骨架。本申请提供的整体式方向盘骨架的制备方法，制备工艺简单，制得的方向盘骨架力学性能优越，较好地解决了相关技术中方向盘骨架屈服强度低、疲劳性能差且制作工艺复杂的问题。
Description
技术领域
本申请涉及金属材料技术领域，特别涉及一种整体式方向盘骨架的制备方法。
背景技术
目前，出于提高对驾驶员被动安全保护和驾驶舒适性，带有安全气囊的乘用车方向盘几乎全部采用了整体式压铸镁合金方向盘骨架，现有的乘用车整体式镁合金方向盘压铸骨架铸件的轮圈直径通常为350mm左右，轮辐为三幅或四幅式，其工况载荷较小、承受较低应力，因此其辐条和轮圈横截面窄小，使得压铸充型流程较短而易成形。
与乘用车相比，现有的商用车方向盘骨架轮圈直径一般超过420mm，为防止事故仍允许在助力失效条件下可用机械方式扭转方向盘，因此在极限情况下方向盘骨架会承受较大扭转载荷。商用车的方向盘骨架轮辐截面加宽，轮圈直径变大，其成形难度比乘用车方向盘骨架复杂，相关技术中，一般采用以下两种成形方法：
(1)轮圈采用空心钢管或圆形截面钢材滚型对焊而成，中央轮毂和辐条、电器元件支架等采用钢板或钢条冲压成型，然后将各部件经矫形后置于夹具中焊接成一体，再通过矫形、打磨和电镀等工序制成；
(2)将滚型焊接的钢圈、冲压钢板辐条、花键套轮毂等零件进行部分拼焊，矫形后置于压铸模具中定位，通过压铸铝合金将各零部件包覆连接形成一个嵌铸式的半钢半铝的骨架。
以上两种方法虽然比较常用，但是也存在一系列的问题：钢质分片式焊接骨架存在成形工艺复杂，所需工装较多、工序长、生产效率较低、骨架单重较重等缺点，受滚型、焊接等工艺影响存在骨架变形，尽管可通过矫形工艺修复，但其轮圈和辐条形位误差高达2-3mm，骨架外形和发泡模具定位的部位一致性不好，在制造方向盘发泡时会出现包覆不好露骨、偏斜，甚至无法脱出等问题；采用普通压铸铝合金材料整体成形时，由于方向盘骨架轮圈直径较大，轮辐加宽，但铝合金压铸流动速度一般低于60m/s，在复杂支架曲面或流程较长的远端轮圈部位易出现冷隔、热裂等缺陷而造成潜在断裂风险；压铸铝合金骨架断后伸长率较低，吸能和减振特性一般，与镁合金相比减重效果一般，普通压铸铸件中存在气孔等缺陷造成骨架疲劳耐久性能不高。
因此，又出现了采用普通压铸镁合金整体成形，尽管可获得良好制造精度，保证了吸能减振和良好减重的特性，但在商用车方向盘骨架铸件成形上还存在以下问题：普通压铸镁合金整体式方向盘骨架的铸件内部存在气孔等缺陷，严重影响其的疲劳性能，无法达成商用车对其更高的耐久性要求；由于铸态高韧镁合金材料力学性能偏低，尤其是屈服强度，在商用车极限工况下，方向盘骨架轮圈和辐条连接过渡区处于高应力区，在承受商用车转向扭转和紧急制动的冲击载荷易出现断裂。
发明内容
本申请实施例提供一种整体式方向盘骨架的制备方法，以解决相关技术中方向盘骨架屈服强度低、疲劳性能差且制作工艺复杂的问题。
第一方面，提供了一种整体式方向盘骨架的制备方法，其步骤包括：
将镁合金置于熔化炉内，覆盖保护气体进行熔化；
将熔化后的合金液升温至预设温度，并向所述合金液中添加质量百分数为0.5～1.2％的镧铈混合稀土，进行精炼清渣后得到合金混合液；
将所述合金混合液浇入合模后的模具内，并压铸成形；
开模得到成型后的方向盘骨架。
一些实施例中，在所述开模得到成型后的方向盘骨架后，还包括：
对所述方向盘骨架进行水淬，并在水淬结束后对所述方向盘骨架进行加热处理，放置空气中自然冷却。
一些实施例中，将开模后的所述方向盘骨架的脱模余温保持在415±10℃，且转移时间不大于10s，进行水淬的温度为45±5℃；
水淬结束后对所述方向盘骨架进行加热的温度为190±5℃，并在加热结束后保温4h。
一些实施例中，在自然冷却后的所述方向盘骨架的主辐条与轮圈的过渡区压装钢片。
一些实施例中，所述钢片呈T形，且所述钢片两条边的连接处设有凹槽，用于与所述轮圈相贴的一条边上设有翻折凸边，所述凹槽上设有多个第一定位孔，用于与所述主辐条相贴的另一条边上设有多个第二定位孔，将所述第一定位孔和第二定位孔分别与所述主辐条与轮圈过渡区设置的凸台过盈配合。
一些实施例中，在所述将合金混合液浇入合模后的模具内，并压铸成形前，还包括：
在所述模具内与主辐条和轮圈的过渡区对应的位置处放置钢片。
一些实施例中，所述钢片呈T形，且所述钢片两条边的连接处设有凹槽，用于与所述轮圈相贴的一条边上设有翻折凸边，所述凹槽上设有多个第一定位孔，用于与所述主辐条相贴的另一条边上设置多个第二定位孔，将所述第一定位孔和第二定位孔分别与所述模具内设置的定位凸面过渡配合，并对模具进行合模。
一些实施例中，所述模具合模后，将所述合金混合液通过定量输送泵浇入压铸机内的浇口杯中，再通过所述浇口杯将所述合金混合液浇入合模后的所述模具内，进行压铸成形，其中，压射比压为80MPa，模具型内真空度为60mbar，浇入速度为85m/s。
一些实施例中，所述将镁合金置于熔化炉内，覆盖保护气体进行熔化，包括：
将镁合金AM60B置于所述熔化炉内，覆盖氩气及SF6的混合气体作为保护气体进行熔化，熔化温度为670±5℃。
一些实施例中，所述将熔化后的合金液升温至预设温度，并向该合金液中添加质量百分数为0.5～1.2％的镧铈混合稀土，进行精炼清渣后得到合金混合液，包括：
将熔化后的合金液升温至720℃，并往该合金液中混入质量百分数为0.5～1.2％的镧铈混合稀土，进行精炼清渣后将合金混合液降温至670±5℃；
将所述模具预热到220℃，并在合模前在所述模具的中央轮毂区放置钢质花键套。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请实施例提供了一种整体式方向盘骨架的制备方法，本制备方法在得到熔化后的合金液后，会将熔化后的合金液升温至预设温度，并向合金液中添加质量百分数为0.5～1.2％的镧铈混合稀土，进行精炼清渣后得到合金混合液，最后制得方向盘骨架。采用本制备方法得到的方向盘骨架由于额外添加了一定比例的镧铈混合稀土，因此其力学性能优异，屈服强度为140～157MPa，提升了约为15-25％，伸长率为8％～10.5％，高周疲劳中值为75～80MPa，提升了约为8％-10％。本制备方法得到的方向盘骨架力学性能好，吸能和减振效果明显，耐久性好，且制作工艺简单，可以较好地解决方向盘骨架屈服强度低、疲劳性能差且制作工艺复杂的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的整体式方向盘骨架的制备方法的钢片的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的整体式方向盘骨架的制备方法的钢片与主辐条与轮圈过渡区设置的凸台过盈配合的侧视图；
图3为本申请实施例提供的整体式方向盘骨架的制备方法的钢片与主辐条与轮圈过渡区设置的凸台过盈配合的主视图。
图中：1-钢片，10-凹槽，11-第一定位孔，12-第二定位孔，13-翻折凸边，2-凸台。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种整体式方向盘骨架的制备方法，其能解决相关技术中方向盘骨架屈服强度低、疲劳性能差且制作工艺复杂的问题。
本制备方法为：首先将镁合金置于熔化炉内，覆盖保护气体进行熔化，随后将熔化后的合金液升温至预设温度，并向合金液中添加质量百分数为0.5～1.2％的镧铈混合稀土，进行精炼清渣后得到合金混合液，再将合金混合液浇入合模后的模具内，并压铸成形，最后开模得到成型后的方向盘骨架。
进一步的，在开模得到成型后的方向盘骨架后，步骤还包括：对方向盘骨架进行水淬，并在水淬结束后对方向盘骨架进行加热处理，放置空气中自然冷却。
进一步的，将开模后的方向盘骨架的脱模余温保持在415±10℃，且将其转移至水淬的转移时间不大于10s，进行水中淬火时水的温度为45±5℃；水淬结束后对方向盘骨架在时效炉内进一步进行加热处理，加热的温度为190±5℃，并在加热结束后在190±5℃的温度下保温4h。
进一步的，参见图2-3所示，由于在商用车的极限工况下，方向盘骨架的轮圈和主辐条的连接过渡区一直处于高应力区，在承受商用车转向扭转和紧急制动的冲击载荷的作用力下易出现断裂的情况，因此本制备方法还包括：在自然冷却后的方向盘骨架的主辐条与轮圈的过渡区压装钢片1。
进一步的，参见图1所示，钢片1呈T形，其包括两条相互垂直的边，且钢片1的两条边的连接处设有凹槽10，凹槽10沿着其中一条边的长度方向设置，为了与轮圈和主辐条的连接过渡区的形状契合，用于与轮圈相贴的一条边上设有翻折凸边13。另外，凹槽10上设有多个第一定位孔11，用于与主辐条相贴的另一条边上设有多个第二定位孔12，主辐条与轮圈过渡区处设置有两种分别与第一定位孔11和第二定位孔12尺寸对应的凸台2，且对应凸台2的尺寸均稍大于第一定位孔11和第二定位孔12的尺寸，将第一定位孔11和第二定位孔12分别与主辐条与轮圈过渡区的对应的凸台2过盈配合，实现固定。
进一步的，在将合金混合液浇入合模后的模具内，并压铸成形前，还包括：在模具内与主辐条和轮圈的过渡区对应的位置处放置钢片1。
进一步的，钢片1呈T形，且钢片1两条边的连接处设有凹槽10，用于与轮圈相贴的一条边上设有翻折凸边13，凹槽10上设有多个第一定位孔11，用于与主辐条相贴的另一条边上设置多个第二定位孔12，模具内分别设有两种分别与第一定位孔11和第二定位孔12尺寸对应的定位凸面，且对应定位凸面的尺寸均稍小于第一定位孔11和第二定位孔12的尺寸，将第一定位孔11和第二定位孔12分别与模具内的定位凸面过渡配合，并对模具进行合模，进行后期的浇铸。
进一步的，模具合模后，将合金混合液通过定量输送泵浇入压铸机内的浇口杯中，再通过浇口杯将合金混合液浇入合模后的模具内，进行压铸成形，其中，压射比压为80MPa，模具型内真空度为60mbar，浇入速度为85m/s。
进一步的，将镁合金置于熔化炉内，覆盖保护气体进行熔化，包括：将镁合金AM60B置于熔化炉内，覆盖氩气及SF6的混合气体作为保护气体进行熔化，熔化温度为670±5℃，这里的氩气为高纯氩气，镁合金可以为镁合金AM60B，也可以为镁合金AM50等高韧镁合金材料。
进一步的，将熔化后的合金液升温至预设温度，并向该合金液中添加质量百分数为0.5～1.2％的镧铈混合稀土，进行精炼清渣后得到合金混合液，包括：
将熔化后的合金液升温至720℃，并往该合金液中混入质量百分数为0.5～1.2％的镧铈混合稀土，进行精炼清渣后将合金混合液降温至670±5℃；
将模具预热到220℃，并在合模前在模具的中央轮毂区放置钢质花键套。
其中，本制备方法制备的方向盘骨架的屈服强度为140～157MPa，提升了约为15-25％，伸长率为8％～10％，高周疲劳中值为75～80MPa，提升了约为8％-10％。而分别采用两种不同的设置方法加入钢片1后，对方向盘骨架进行方向盘骨架单品扭转测试时，在极限工况下主辐条与轮圈过渡区的最大应力均存在明显降低。
下面结合具体的实施例对本发明做出进一步详细的说明。
实施例1
将高韧镁合金AM60B材料置于定量浇铸电阻熔化炉内，覆盖高纯氩气及SF6的混合气体作为保护气体，在定量浇铸电阻熔化炉中熔化并保持670±5℃；将模具通过模温机预热到220℃，压铸合模前在模具的中央轮毂区放置钢质花键套，将模具合模；模具合模后将合金混合液通过定量输送泵浇入压铸机事先预热的浇口杯中进行压铸成形，其中，压射比压为80MPa，模具型内真空度为60mbar，内浇口速度为85m/s；将开模后的方向盘骨架的脱模余温保持在415±10℃，转移时间不大于10S，将方向盘骨架除轮毂区外的其他部分置于45±5℃的水中淬火，冷却后将其放入时效炉中加热190±5℃并保温4小时，然后放置在空气中自然冷却。
对所制备的镁合金方向盘骨架进行力学性能检测，其屈服强度达到138MPa，伸长率平均达到10.5％，高周疲劳中值达到75MPa，材料屈服强度提高了约9.5％，比普通压铸AM60B的高周疲劳强度提高约5％。
实施例2
将高韧镁合金AM60B材料置于定量浇铸电阻熔化炉内，覆盖高纯氩气及SF6的混合气体作为保护气体，在定量浇铸电阻熔化炉中熔化；并将熔化后的合金液升温至720℃，并向合金液中添加质量百分数为0.65％的镧铈混合稀土，进行精炼清渣后得到合金混合液，对合金混合液进行降温并保持670±5℃；将模具通过模温机预热到220℃，压铸合模前在模具的中央轮毂区放置钢质花键套，将模具合模；模具合模后将合金混合液通过定量输送泵浇入压铸机事先预热的浇口杯中进行压铸成形，其中，压射比压为80MPa，模具型内真空度为60mbar，内浇口速度为85m/s；将开模后的方向盘骨架的脱模余温保持在415±10℃，转移时间不大于10S，将方向盘骨架除轮毂区外的其他部分置于45±5℃的水中淬火，冷却后将其放入时效炉中加热190±5℃并保温4小时，然后放置在空气中自然冷却。
对所制备的镁合金方向盘骨架进行力学性能检测，其屈服强度达到144MPa，伸长率平均达到9.5％，高周疲劳中值达到77MPa，屈服强度提高了约14％，比普通压铸AM60B的高周疲劳强度提高约8.4％。
实施例3
将高韧镁合金AM60B材料置于定量浇铸电阻熔化炉内，覆盖高纯氩气及SF6的混合气体作为保护气体，在定量浇铸电阻熔化炉中熔化；并将熔化后的合金液升温至720℃，并向合金液中添加质量百分数为0.85％的镧铈混合稀土，进行精炼清渣后得到合金混合液，对合金混合液进行降温并保持670±5℃；将模具通过模温机预热到220℃，压铸合模前在模具的中央轮毂区放置钢质花键套，将模具合模；模具合模后将合金混合液通过定量输送泵浇入压铸机事先预热的浇口杯中进行压铸成形，其中，压射比压为80MPa，模具型内真空度为60mbar，内浇口速度为85m/s；将开模后的方向盘骨架的脱模余温保持在415±10℃，转移时间不大于10S，将方向盘骨架除轮毂区外的其他部分置于45±5℃的水中淬火，冷却后将其放入时效炉中加热190±5℃并保温4小时，然后放置在空气中自然冷却。
对所制备的镁合金方向盘骨架进行力学性能检测，其屈服强度达到152MPa，伸长率平均达到9％，高周疲劳中值达到80MPa，材料屈服强度提高约21％，比普通压铸AM60B的高周疲劳强度提高约10％。
实施例4
将高韧镁合金AM60B材料置于定量浇铸电阻熔化炉内，覆盖高纯氩气及SF6的混合气体作为保护气体，在定量浇铸电阻熔化炉中熔化；并将熔化后的合金液升温至720℃，并向合金液中添加质量百分数为1.2％的镧铈混合稀土，进行精炼清渣后得到合金混合液，对合金混合液进行降温并保持670±5℃；将模具通过模温机预热到220℃，压铸合模前在模具的中央轮毂区放置钢质花键套，将模具合模；模具合模后将合金混合液通过定量输送泵浇入压铸机事先预热的浇口杯中进行压铸成形，其中，压射比压为80MPa，模具型内真空度为60mbar，内浇口速度为85m/s；将开模后的方向盘骨架的脱模余温保持在415±10℃，转移时间不大于10S，将方向盘骨架除轮毂区外的其他部分置于45±5℃的水中淬火，冷却后将其放入时效炉中加热190±5℃并保温4小时，然后放置在空气中自然冷却。
对所制备的镁合金方向盘骨架进行力学性能检测，其屈服强度达到157MPa，伸长率达到8％，高周疲劳中值达到76.5MPa，材料屈服强度提高了约25％，比普通压铸AM60B的高周疲劳强度提高约6.25％。
实施例5
将高韧镁合金AM60B材料置于定量浇铸电阻熔化炉内，覆盖高纯氩气及SF6的混合气体作为保护气体，在定量浇铸电阻熔化炉中熔化；并将熔化后的合金液升温至720℃，并向合金液中添加质量百分数为0.85％的镧铈混合稀土，进行精炼清渣后得到合金混合液，对合金混合液进行降温并保持670±5℃；将模具通过模温机预热到220℃，压铸合模前在模具的中央轮毂区放置钢质花键套，将模具合模；模具合模后将合金混合液通过定量输送泵浇入压铸机事先预热的浇口杯中进行压铸成形，其中，压射比压为80MPa，模具型内真空度为60mbar，内浇口速度为85m/s；将开模后的方向盘骨架的脱模余温保持在415±10℃，转移时间不大于10S，将方向盘骨架除轮毂区外的其他部分置于45±5℃的水中淬火，冷却后将其放入时效炉中加热190±5℃并保温4小时，然后放置在空气中自然冷却。
待加热处理并自然冷却后，对方向盘骨架进行毛坯清理检测，再利用压力机在方向盘的主辐条与轮圈的过渡区压装钢片1，使得T形钢片1的凹槽10凸面与轮圈的凹槽过盈配合，使得第一定位孔11和第二定位孔12分别与过渡区设置的凸台2过盈配合，从而制成整体式的方向盘骨架。
对所制备的镁合金方向盘骨架进行力学性能检测，其屈服强度达到152MPa，伸长率平均达到9％，高周疲劳中值达到80MPa，材料屈服强度提高了约21％，比普通压铸AM60B的高周疲劳强度提高约10％；另外，对该方向盘骨架进行了方向盘骨架单品扭转测试，在极限工况下主辐条与轮圈的过渡区的最大应力降低了约60MPa。
实施例6
将高韧镁合金AM60B材料置于定量浇铸电阻熔化炉内，覆盖高纯氩气及SF6的混合气体作为保护气体，在定量浇铸电阻熔化炉中熔化；并将熔化后的合金液升温至720℃，并向合金液中添加质量百分数为0.85％的镧铈混合稀土，进行精炼清渣后得到合金混合液，对合金混合液进行降温并保持670±5℃；将模具通过模温机预热到220℃，在模具内与主辐条和轮圈的过渡区对应的位置处放置钢片1，使得第一定位孔11和第二定位孔12分别与模具内设置的定位凸面过渡配合，并在模具的中央轮毂区放置钢质花键套，将模具合模；模具合模后将合金混合液通过定量输送泵浇入压铸机事先预热的浇口杯中进行压铸成形，其中，压射比压为80MPa，模具型内真空度为60mbar，内浇口速度为85m/s；将开模后的方向盘骨架的脱模余温保持在415±10℃，转移时间不大于10S，将方向盘骨架除轮毂区外的其他部分置于45±5℃的水中淬火，冷却后将其放入时效炉中加热190±5℃并保温4小时，然后放置在空气中自然冷却。
对所制备的镁合金方向盘骨架进行力学性能检测，其屈服强度达到140MPa，伸长率平均达到9.2％，高周疲劳中值达到76MPa，材料屈服强度提高了约11％，比普通压铸AM60B的高周疲劳强度提高约5.5％，另外，对该方向盘骨架进行了方向盘骨架单品扭转测试，在极限工况下主辐条与轮圈的过渡区的最大应力降低约63MPa。
从以上实施例的力学性能检测结果可以得出，当向合金液中添加的镧铈混合稀土的质量百分数为0.85％时，制备的镁合金方向盘骨架的综合力学性能是最好的，另外，在此基础上，分别采用两种方式添加钢片1后的方向盘骨架，在极限工况下主辐条与轮圈的过渡区的最大应力均有明显的下降。因此，本制备方法相比之前的制备方法，所制备得到的方向盘骨架力学性能好，吸能和减振效果明显，耐久性好，且总体制作工艺简单，可以较好地解决方向盘骨架屈服强度低、疲劳性能差且制作工艺复杂的问题。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种整体式方向盘骨架的制备方法，其特征在于，其步骤包括：
将镁合金置于熔化炉内，覆盖保护气体进行熔化；
将熔化后的合金液升温至预设温度，并向所述合金液中添加质量百分数为0.5～1.2％的镧铈混合稀土，进行精炼清渣后得到合金混合液；
将所述合金混合液浇入合模后的模具内，并压铸成形；
开模得到成型后的方向盘骨架；
对所述方向盘骨架进行水淬，并在水淬结束后对所述方向盘骨架进行加热处理，放置空气中自然冷却；
其中，将开模后的所述方向盘骨架的脱模余温保持在415±10℃，且转移时间不大于10s，进行水淬的温度为45±5℃；水淬结束后对所述方向盘骨架进行加热的温度为190±5℃，并在加热结束后保温4h。
2.如权利要求1所述的一种整体式方向盘骨架的制备方法，其特征在于，还包括：
在自然冷却后的所述方向盘骨架的主辐条与轮圈的过渡区压装钢片(1)。
3.如权利要求2所述的一种整体式方向盘骨架的制备方法，其特征在于：所述钢片(1)呈T形，且所述钢片(1)两条边的连接处设有凹槽(10)，用于与所述轮圈相贴的一条边上设有翻折凸边(13)，所述凹槽(10)上设有多个第一定位孔(11)，用于与所述主辐条相贴的另一条边上设有多个第二定位孔(12)，将所述第一定位孔(11)和第二定位孔(12)分别与所述主辐条与轮圈过渡区设置的凸台(2)过盈配合。
4.如权利要求1所述的一种整体式方向盘骨架的制备方法，其特征在于，在所述将合金混合液浇入合模后的模具内，并压铸成形前，还包括：
在所述模具内与主辐条和轮圈的过渡区对应的位置处放置钢片(1)。
5.如权利要求4所述的一种整体式方向盘骨架的制备方法，其特征在于：所述钢片(1)呈T形，且所述钢片(1)两条边的连接处设有凹槽(10)，用于与所述轮圈相贴的一条边上设有翻折凸边(13)，所述凹槽(10)上设有多个第一定位孔(11)，用于与所述主辐条相贴的另一条边上设置多个第二定位孔(12)，将所述第一定位孔(11)和第二定位孔(12)分别与所述模具内设置的定位凸面过渡配合，并对模具进行合模。
6.如权利要求1所述的一种整体式方向盘骨架的制备方法，其特征在于：所述模具合模后，将所述合金混合液通过定量输送泵浇入压铸机内的浇口杯中，再通过所述浇口杯将所述合金混合液浇入合模后的所述模具内，进行压铸成形，其中，压射比压为80MPa，模具型内真空度为60mbar，浇入速度为85m/s。
7.如权利要求1所述的一种整体式方向盘骨架的制备方法，其特征在于，所述将镁合金置于熔化炉内，覆盖保护气体进行熔化，包括：
将镁合金AM60B置于所述熔化炉内，覆盖氩气及SF6的混合气体作为保护气体进行熔化，熔化温度为670±5℃。
8.如权利要求1所述的一种整体式方向盘骨架的制备方法，其特征在于，所述将熔化后的合金液升温至预设温度，并向该合金液中添加质量百分数为0.5～1.2％的镧铈混合稀土，进行精炼清渣后得到合金混合液，包括：
将熔化后的合金液升温至720℃，并往该合金液中混入质量百分数为0.5～1.2％的镧铈混合稀土，进行精炼清渣后将合金混合液降温至670±5℃；
将所述模具预热到220℃，并在合模前在所述模具的中央轮毂区放置钢质花键套。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010871420.2A CN111961894B (zh) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | 一种整体式方向盘骨架的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010871420.2A CN111961894B (zh) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | 一种整体式方向盘骨架的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111961894A CN111961894A (zh) | 2020-11-20 |
| CN111961894B true CN111961894B (zh) | 2021-06-08 |
Family
ID=73391367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010871420.2A Active CN111961894B (zh) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | 一种整体式方向盘骨架的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111961894B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113619673B (zh) * | 2021-08-03 | 2023-01-17 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种镁合金方向盘骨架钢筋嵌入冷弯锁紧结构及方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2241639Y (zh) * | 1995-12-23 | 1996-12-04 | 陈岳清 | 塑料车轮 |
| CN101255519A (zh) * | 2008-05-21 | 2008-09-03 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种含镧铈混合稀土的高强高韧Mg-Al-Mn压铸镁合金 |
| CN202624332U (zh) * | 2012-05-03 | 2012-12-26 | 东风汽车有限公司 | 商用车方向盘镁合金骨架 |
| CN107876725A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-04-06 | 沈阳工业大学 | 一种镁合金方向盘骨架的制备方法 |
-
2020
- 2020-08-26 CN CN202010871420.2A patent/CN111961894B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2241639Y (zh) * | 1995-12-23 | 1996-12-04 | 陈岳清 | 塑料车轮 |
| CN101255519A (zh) * | 2008-05-21 | 2008-09-03 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种含镧铈混合稀土的高强高韧Mg-Al-Mn压铸镁合金 |
| CN202624332U (zh) * | 2012-05-03 | 2012-12-26 | 东风汽车有限公司 | 商用车方向盘镁合金骨架 |
| CN107876725A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-04-06 | 沈阳工业大学 | 一种镁合金方向盘骨架的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 商用车镁合金方向盘芯骨压铸件的开发;袁海波 等;《特种铸造及有色合金》;20121130;第1034-1037页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111961894A (zh) | 2020-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106925756A (zh) | 一种铝合金副车架的低压铸造制备方法 | |
| CN111961894B (zh) | 一种整体式方向盘骨架的制备方法 | |
| CN103381541B (zh) | 复合高强度有色合金轮的制作方法 | |
| KR20120131583A (ko) | 차량용 알루미늄 휠의 제조방법 | |
| CN105642866B (zh) | 一种铝合金车轮金属型低压铸造成型用结晶增压方法 | |
| CN107312987A (zh) | 一种铝合金轮毂的锻造方法 | |
| CN111731031A (zh) | 一种组合式轮毂及轮毂加工方法 | |
| KR20130123653A (ko) | 광폭 상용차용 휠허브 제조방법 및 그 제조장치 | |
| CN104674032A (zh) | 一种制备高结构强度铝合金轮毂的方法 | |
| CN103846621B (zh) | 一种泄气保用支撑体的制备方法 | |
| CN109017138A (zh) | 具有一体化弹性环骨架輮轮结构的机械弹性车轮 | |
| JP4311674B2 (ja) | 車両用ホイール | |
| JP3573338B2 (ja) | 車両用ホイールの低圧鋳造方法 | |
| CN107225177A (zh) | 一种复合式车圈及其制造方法 | |
| CN212386233U (zh) | 一种组合式轮毂 | |
| JP2003117625A (ja) | 車両用軽合金ホイールおよびその製造方法 | |
| CN107828992A (zh) | 一种低报废率的铝合金轮毂的制备方法 | |
| CN110899621B (zh) | 一种扭杆式铝合金翻转支座铸造用模具及工艺 | |
| CN111889652A (zh) | 一种反重力铸造局部加压用锁模装置及反重力铸造设备 | |
| CN208931026U (zh) | 具有一体化弹性环骨架輮轮结构的机械弹性车轮 | |
| CN110104074A (zh) | 一种铝合金汽车仪表盘支架及其生产工艺方法 | |
| CN106756336A (zh) | 一种铝合金轮毂及其生产工艺 | |
| CN207809542U (zh) | 一种汽车后地板前横梁 | |
| CN101362197B (zh) | 一种一体式高尔夫球杆头改良的制造方法 | |
| JP5871399B2 (ja) | 車両用ホイール及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |