[发明专利]铝合金壳体压铸件的高致密度压铸成型方法

说明书

技术领域

本发明属于金属零部件的成形加工技术领域，涉及一种铝合金壳体压铸件的高致密度压铸成型方法，它尤其适用于大型铝合金壳体压铸件。

技术背景

铝合金零件的压铸成型是将熔融的液态铝合金浇入压铸机的压室中，通过压射冲头的运动，在高压作用下，以较高的速度填充入压铸模型腔内，并使铝合金在压力下凝固成型为铝合金压铸件的方法。制得的压铸件尺寸精度高、表面光洁、轮廓清晰。铝合金压铸产品最大的市场是汽车工业，为了使汽车轻量化，实现高速、安全、节能、环保的生产，许多汽车零件都由铝合金取代了铸铁件，使汽车重量减轻30％-40％，明显改善了汽车的加速和减速性能，大大减少了油耗和废气排放。

在工业生产中应用的压铸零件，有一些零件尺寸较大，重量大于5kg，或压铸时浇注铝液的重量大于8kg。目前在汽车零部件、电子外壳零件、电动工具等行业，这类大型铝合金压铸件有着许多的应用。此类大型压铸零件一般形状都比较复杂，而且大多为壳体类压铸件。例如汽车上的变速箱壳体，长420mm左右，宽400mm左右，高420mm左右，浇注铝液重量达18kg左右。又如汽车发动机缸体，根据型号的不同，大约尺寸为长480mm，宽380mm，高270mm，铸件重量达30kg左右。再如发动机缸盖罩，长490mm，宽90mm，高200mm，铸件重量为6kg左右。对于此类大型、复杂压铸件，由于金属液在模具内流动行程较大，而且在这些壳体件中的流动不平稳，充型过程中金属液有严重的卷气现象，尤其是在最后充型和最后凝固的部位，形成了较多的气孔，气孔率达到了5％以上。由于这些疏松、气孔等缺陷，铸件在承受气压、液压时将会发生渗漏现象，致使零件达不到使用要求而报废。由此产生的工时、材料、能源的浪费是很大的，而且铸件尺寸越大，加工工序越复杂，造成的浪费就越大。

专利文献CN101758197A中公开了一种减少铝合金压铸件卷入性气孔的工艺方法，通过设计压铸模具的排气设施，在压铸前进行排气处理，降低压铸速度，从而减少铝合金压铸件中的气孔。但是，针对大型铝合金壳体零件，由于其形状复杂，尺寸较大，只通过设计排气设施并不能很好的解决气孔缺陷问题，因为金属液在型腔内流动很剧烈，不可避免的卷入气体。专利文献CN201313168Y公开了一种变速箱壳体铝合金压铸模具，该方法通过改善模具的浇注系统，使金属液在型腔中的流动更加均匀，减少了压铸中形成的气、缩孔。专利文献CN201061825公开了一种高真空压铸用的密封结构，通过在压铸过程中抽取型腔中的气体，降低型腔中原始气体量。但是，针对大型铝合金壳体零件，在压铸工艺上还没有具体的优化方法。

对于已压铸出的有气孔缺陷的零件，工厂中一般采用浸渗技术处理铸件使之符合使用要求，就是使液态的胶黏剂浸入铸件的微孔中，通过固化聚合反应，从而达到填充空隙、密封堵漏和承压的目的。张涛等(张涛，高永军，冯再新.浸渗技术在大型薄壁铝铸件上的应用[J].中北大学学报(自然科学版)，2006，27(4))详细介绍了浸渗技术在大型薄壁铝铸件上的应用，通过渗漏技术，可以有效地弥补压铸中所产生的疏松、气孔等缺陷，挽回了一定的经济损失，但是这样不仅增加了一道工序，也增加了零件的生产成本。

以上解决压铸件缺陷的方法仍有不足之处，虽说可以通过浸渗技术弥补部分损失，但是还不能从根本上解决大型铝合金壳体压铸件本身出现的缺陷问题，仍需提出对压铸工艺的新的改善方法，以便提高零件性能、减少零件缺陷、提高经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝合金壳体压铸件的高致密度压铸成型方法，该方法可以提高铸件的致密度，不需要再对铸件进行进一步的浸渗处理，使铸件达到使用要求。

本发明提供的一种铝合金壳体压铸件的高致密度压铸成型方法，其步骤如下：

(1)在模具型腔靠近内浇口的位置与远离内浇口的位置之间增加工艺性过桥结构，引导金属液的流向；所述工艺性过桥结构的宽度为20～40mm，厚度为2～4mm，与铸件结合处宽度为1～3mm；

(2)采用铝液进行低温浇注，铝液的含气量≤0.12cm³/100g，低温浇注是指铝液浇入压铸机压室的温度为铝合金液相线温度以上30～50℃，刚浇入时压室的充满度要求≥50％；

(3)按照下述过程进行压铸成形：

(3.1)首先进行慢压射，其速度为0.3～0.7m/s；

(3.2)当压射冲头的行程为100～300mm时，开始进行快压射充型，压射充型速度≥5m/s；