[发明专利]铝合金液态锻造成型技术及其模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种锻造技术及其设备，尤其是涉及一种铝合金液态锻造成型技术及其模具。

背景技术

近几年来，随着汽车工业的迅速发展，对通过降低产品的自重以降低能源消耗和减少污染，提出了更迫切的要求，轻量化的绿色环保材料将作为人们的首选。

轻量化、精确化、高效化将是未来制造技术的重要发展方向，以汽车制造为例，汽车重量减轻10％可使燃烧效率提高7％，并减少10％的污染。为了达到这一目标，要求整车重量要减轻40％～50％，其中车体和车架的重量要求减轻50％，动力及传动系统必须减轻10％。例如，美国福特汽车公司新车型中使用的主要材料可以看出新一代汽车中钢铁黑色金属用量将大幅度减少，而铝及镁合金用量将显著增加，铝合金将从284磅增加到733磅，镁合金将从10磅增加到86磅。

目前，国外一些厂商已开始将液态锻造技术应用于汽车(特别是高档轿车)和摩托车的配件的生产。应用于汽车配件生产的主要是汽车的空调压缩机零件、发动机油管、离合器缸体、制动器卡钳，发动机活塞、连杆等；应用于摩托车配件生产的主要是摩托车的减震器套管、轮毂，蹄块、调速器零件等。该类产品的配件市场已有订货的需求量，但是，目前国内尚无将该项技术用于生产铝合金的汽配产品，而且国内也无法提供满足这类市场需求的汽配产品。可见，随着对汽车的节能降耗环保要求的日益提高，随着汽车上铝合金锻件采用的增加，铝合金液态锻造成型技术在汽配产品制造行业和其它制造行业的应用前景是广阔的。

采用铝合金锻件代替钢锻件是实现汽车轻量化的有效手段之一，但是由于传统的铝合金锻造工艺不能完全满足汽车零件的复杂程度，也不能满足在降低生产成本的同时提高生产效率的要求，这使得铝合金锻件在汽车上的大量使用受到限制。

液态锻造结合了铸造和锻造的成型特点，采用液态锻造生产变形铝合金汽配产品，不但可以降低材料消耗、提高生产率、节约能源、降低生产成本，而且可以满足汽配产品形状的复杂程度。

铝合金液态锻造技术有区别与目前大多数的合金液态锻造技术，模具组成、浇口宽度、合金成分、浇铸压力等都有许多的不同；目前技术对于铝合金的锻造控制没有达到最优化的工艺。

目前技术中，如一种国内申请号为98110716.8的一种间接液态挤压铸造工艺及其模具，其内容为：主要是在间接液态挤压的基础上增加了抽真空步骤，为此特设计的模具是在上模或下模的分模面上围绕型腔设有抽气槽，抽气槽上还设有一个纵向抽气孔和一个横向抽气孔，通过一个抽气管与真空系统连接，同时纵向抽气孔内还设有一个阀杆和脱模顶板上的顶杆联动，使铸造工艺的抽真空随模具开合而自动停开真空泵。

如一种国内申请号为200410052493.X的一种金属液态压铸锻造双控一次成型的方法，其内容为：采用液态铸锻双控一次成型铸锻机，其基本原理是在压力铸造机的基础上附加锻造的功能，把熔料温度为500-800℃的液态金属输入模腔，压力为8-40兆帕，填充速度为0.01-10米/秒，加压锻造开始的时间是在熔化的金属液填满整个模具型腔成型后的0.05-2秒，加压锻造模具的温度为200-350℃，锻造压力为6-30兆帕。此技术采用的工艺不适合铝合金的液态锻造工艺。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的，模具复杂，工艺不合适铝合金的液态锻造等的技术问题；提供了一种设计合理，结构简单，操作方便的锻造模具，工艺合理的铝合金液态锻造成型技术。

本发明还有一目的是解决现有技术所存在的成本高昂，技术复杂等技术问题；提供了一种成本低廉铝合金液态锻造成型技术及其模具。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：铝合金

液态锻造成型技术，其特征在于：

1)其步骤为：

a)将下左模块和下右模块平行安装并固定在下模板上，缸底冲头穿过下模板安装在下左模块和下右模块之间；

b)将液态铝合金从下左模块和下右模块之间的浇铸口注入腔体；

c)在下左模块和下右模块上安装上模块，安装固定支柱；

d)锻造时，缸底冲头对液态铝合金做向上的挤压运动；

e)达到锻造要求后，保持压力30-50秒；

2)其工艺参数为：

a)铝合金熔化温度为730-750℃；

b)浇铸液态铝合金时，缸底冲头施加≥100Mpa压力，将熔化的铝合金以1～3米/秒的速度注入模具，模具的浇铸口处有浇铸道，位于下模块上，液态铝合流入腔体后，缸底冲头进入浇铸口，并向上运动；