CN112813315A

CN112813315A - 高性能变速器箱体铝合金

Info

Publication number: CN112813315A
Application number: CN202011611976.4A
Authority: CN
Inventors: 冉志刚; 张超
Original assignee: CHONGQING BAIJISIXING PRESSURE CASTING CO LTD
Current assignee: CHONGQING BAIJISIXING PRESSURE CASTING CO LTD
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2021-05-18

Abstract

本发明涉及金属材料领域，具体公开了高性能变速器箱体铝合金，铝合金包括硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡、铅、钛和铝，铝合金包括4‑5.8wt％的铜、0.3‑0.7wt％的镁以及93.5‑95.7wt％的硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝。本方案通过对铜和镁含量的控制，能够有效的调整铝合金的硬度值和抗拉强度值，在采用以上组份的铝合金对变速器箱体进行制造后，变速器箱体的抗拉强度值达到245‑253MPa，硬度达到104‑106HB，有效的提升了变速器箱体的性能。

Description

高性能变速器箱体铝合金

技术领域

本发明属于金属材料领域，具体涉及高性能变速器箱体铝合金。

背景技术

变速器箱体外形不规则较复杂，所以一般采用铝合金经专用模具压铸而成，通过铝合金制成的变速器箱体具有减震性好,成本低的优点。

但是常规的铝合金材料硬度值在90HB左右，抗拉强度值在200-220MPa左右；当要求变速器箱体具有高性能时，原有的铝合金的强度和硬度较低，影响成品变速器箱体的强度和硬度，影响变速器箱体的使用。

发明内容

本发明意在提供高性能变速器箱体铝合金，以解决原有的铝合金材料硬度较低，抗拉强度值较低，影响高性能变速器箱体的强度和硬度的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：高性能变速器箱体铝合金，铝合金包括硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡、铅、钛和铝，铝合金包括4-5.8wt％的铜、0.3-0.7wt％的镁以及93.5-95.7wt％的硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝。

基础方案的原理及其优点：通过对铜和镁含量的控制，能够有效的调整铝合金的硬度值和抗拉强度值，在采用以上组份的铝合金对变速器箱体进行制造后，变速器箱体的抗拉强度值达到245-253MPa，硬度达到104-106HB，相较于常规的变速器箱体硬度值在90HB左右，抗拉强度值在200-220MPa，本铝合金制成的变速器箱体的抗拉强度值提升了12-15％，硬度值提升了15-17％，有效的提升了变速器箱体的性能。

进一步，93.5-95.7wt％的硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝中包含8-11wt％的硅、小于0.6wt％的锰、小于1.5wt％的铁、小于0.6wt％的镍、小于4wt％的锌、小于0.42wt％的锡和余量的铝。

对硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝的含量进行进一步的限定，使得硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝的用量与铜和镁的用量相匹配，协同作用，使得铝合金的抗拉强度和硬度稳步提升。

进一步，铝合金包括4.5-5.6wt％的铜、0.35-0.65wt％的镁以及93.75-95.15wt％的硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝。

采用4.5-5.6wt％的铜和0.35-0.65wt％的镁，能够进一步精准将变速器箱体的抗拉强度值提升到250MPa以上，相应的硬度也能够达到105HB，精准的控制铝合金的抗拉强度和硬度，相应的强度和硬度更加符合高性能变速器箱体的要求。

进一步，93.9-94.6wt％的硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝中包含8.5-10.5wt％的硅、小于0.55wt％的锰、小于1.4wt％的铁、小于0.55wt％的镍、小于3.5wt％的锌、小于0.40wt％的锡和余量的铝。

通过上述设置，硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍和锡的用量进一步进行了细化，能够进一步的保证铝合金的抗拉强度和硬度，同时铜、镁、硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝的用量均比较均衡，相应的成本也得到有效的控制。

进一步，铝合金包括5-5.5wt％的铜、0.4-0.6wt％的镁以及93.9-94.6wt％的硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝。

采用5-5.5wt％的铜和0.4-0.6wt％的镁，使得铜和镁的用量达到最佳，也能够让最终成型的变速器箱体的抗拉强度和硬度达到最佳。

进一步，93.9-94.6wt％的硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝中包含9-10wt％的硅、小于0.5wt％的锰、小于1.3wt％的铁、小于0.5wt％的镍、小于3wt％的锌、小于0.35wt％的锡和余量的铝。

通过上述设置，硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝的用量配比达到最佳，能够精准让变速器箱体成型，同时提升变速器箱体的抗拉强度和硬度。

附图说明

图1为本发明高性能变速器箱体铝合金加工时熔化设备的结构示意图；

图2为图1中进料单元的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：炉体10、进料口101、出料口102、电磁线圈201、测温电偶202、导向料斗301、挡片302、称重传感器303、电磁铁304、嵌槽305、支撑台40、液压伸缩杆401、支撑柱402、出料斗403、传送带404、转动轮405、砂模50。

高性能变速器箱体铝合金，铝合金包括5-5.5wt％的铜、0.4-0.6wt％的镁、9-10wt％的硅、小于0.5wt％的锰、小于1.3wt％的铁、小于0.5wt％的镍、小于3wt％的锌、小于0.35wt％的锡和余量的铝。

同时采用附图1和附图2中所示的熔化设备对铝合金进行加工，熔化设备包括炉体10、加热单元、支护单元、进料单元和成型单元，加热单元包括电源、电磁线圈201和测温电偶202，炉体10的内壁内设有供电磁线圈201绕设的安装腔，电磁线圈201与安装腔的内壁胶接，电磁线圈201的端部穿过炉体10的侧壁与电源电联接，测温电偶202竖直设置，测温电偶202的上端与炉体10的内壁焊接，测温电偶202的下端可位于合金液内。

如图2所示，进料单元包括导向料斗301、两个挡片302、两个称重传感器303、处理器、两个可吸引挡片302的电磁铁304以及控制电磁铁304开启和关闭的控制器，炉体10的顶部上设有进料口101，导向料斗301竖直焊接在进料口101处，导向料斗301的上端呈竖直筒状，导向料斗301的下端呈漏斗状，导向料斗301的下端内壁上设有两个嵌槽305，两个嵌槽305位于导向料斗301的左右两侧上，两个导向料斗301沿导向料斗301的竖直中线对称设置，挡片302的一端与导向料斗301嵌槽305的顶部处铰接，挡片302的另一端可与另一个挡片302的另一端拼合，当两个挡片302拼合时，两个挡片302位于同一水平面上，挡片302与导向料斗301的铰接处设有扭簧；同时两个称重传感器303分别水平焊接在挡片302内，电磁铁304焊接在嵌槽305的内壁上，称重传感器303和控制器均与处理器电连接。

如图1所示，支护单元包括支撑台40、液压伸缩杆401和支撑柱402，支撑台40的纵截面呈“L”型，液压伸缩杆401的下端与支撑台40下侧的上表面铰接，液压伸缩杆401的上端与炉体10的下表面铰接，支撑柱402的下端与支撑台40上侧的上表面铰接，支撑柱402的上端与炉体10的下表面铰接，支撑柱402位于炉体10的右侧；液压伸缩杆401收缩时，炉体10的下表面处于水平状态。

如图1所示，成型单元包括出料斗403、传送带404、带动转送带转动的转动轮405以及若干砂模50，炉体10的右侧上端上设有出料口102，出料斗403焊接在出料口102处；砂模50设置在传送带404上，砂模50可与出料斗403相对，传送带404所在的竖直平面与炉体10所在的转动平面垂直。

在采用熔化设备对铝合金进行熔化加工时，将铜、镁、硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝按顺序的放置到挡片302，在进行铜的投入时，两个挡片302均呈拼合的水平状态，在将铜放置到挡片302上时，挡片302上的称重传感器303能对铜的重量进行测量，当铜的量达到指定的重量时，称重传感器303将重量信号传递至处理器处，处理器向控制器发出打开信号，此时控制器控制电磁铁304开启，挡片302在电磁铁304的吸引力作用下，挡片302绕铰接处转动并且被限位至嵌槽305内，实现对进料口101的开启，待铜进入到炉体10后，控制器控制电磁铁304关闭，在扭簧的作用下两个挡片302再次转动至水平的拼合状态，然后可对后续的其他金属元素进行放入，且能够有效的控制各个金属的用量。

待铜、镁、硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝均投入到炉体10内后，启动电磁线圈201，电磁线圈201对炉体10内的铜、镁、硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝进行热熔，铜、镁、硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝热熔后形成合金液，测温电偶202能对合金液的温度进行检测，使得合金液达到所需的熔化温度，待铜、镁、硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝均熔化混合后，伸长液压伸缩杆401，液压伸缩杆401顶升炉体10的左端，炉体10在支撑柱402的支撑下向右翻转，此时炉体10的右上端倾斜向下，位于炉体10内的合金液通过出料口102和出料斗403进入到传送带404上的砂模50上，使得合金液进入到砂模50内，砂模50对合金液进行冷却定型；待一个砂模50内装满合金液后，转动轮405带动传送带404转动，传送带404带动砂模50水平移动，使得下一个砂模50与出料斗403相对，实现铝合金的快速成型。

Claims

1.高性能变速器箱体铝合金，铝合金包括硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡、铅、钛和铝，其特征在于，铝合金包括4-5.8wt％的铜、0.3-0.7wt％的镁以及93.5-95.7wt％的硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝。

2.根据权利要求1所述的高性能变速器箱体铝合金，其特征在于，93.5-95.7wt％的硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝中包含8-11wt％的硅、小于0.6wt％的锰、小于1.5wt％的铁、小于0.6wt％的镍、小于4wt％的锌、小于0.42wt％的锡和余量的铝。

3.根据权利要求2所述的高性能变速器箱体铝合金，其特征在于，所述铝合金包括4.5-5.6wt％的铜、0.35-0.65wt％的镁以及93.75-95.15wt％的硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝。

4.根据权利要求3所述的高性能变速器箱体铝合金，其特征在于，93.9-94.6wt％的硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝中包含8.5-10.5wt％的硅、小于0.55wt％的锰、小于1.4wt％的铁、小于0.55wt％的镍、小于3.5wt％的锌、小于0.40wt％的锡和余量的铝。

5.根据权利要求4所述的高性能变速器箱体铝合金，其特征在于，所述铝合金包括5-5.5wt％的铜、0.4-0.6wt％的镁以及93.9-94.6wt％的硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝。

6.根据权利要求5所述的高性能变速器箱体铝合金，其特征在于，93.9-94.6wt％的硅、铜、锰、镁、铁、锌、镍、锡和铝中包含9-10wt％的硅、小于0.5wt％的锰、小于1.3wt％的铁、小于0.5wt％的镍、小于3wt％的锌、小于0.35wt％的锡和余量的铝。