[发明专利]一种汽车变速箱体

说明书

发明领域

本发明涉及一种箱体，具体涉及一种汽车变速箱体，属于机械材料领域。

背景技术

减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要，在某些场合也用来增速，称为增速器。变速器箱体在整个减速器总成中起支撑和连接作用，它把各个零件连接起来，支撑传动轴，保证各传动机构的正确安装，是传动零件的机座，应具有足够的强度和刚度，因此变速箱体质量的优劣，将直接影响到轴和齿轮等位零件位置的准确性，也会影响减速器的寿命和性能。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，提出了一种强度高、使用寿命长的汽车变速箱体。

本发明的上述目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车变速箱体，该汽车变速箱体采用铝合金材料制成，所述铝合金材料由以下质量百分比的成分组成：Mg：2.5-3.5％，Si：1.1-2.1％，Mn：0.2-0.8％，Zr：0.2-0.4％，纤蛇纹石纳米管：2-2.5％，余量为Al以及不可避免的杂质元素。

本发明铝合金的主要合金元素是Mg与Si，形成Mg₂Si相，使铝合金具有较佳的加工性能、良好的抗腐蚀性、韧性高、加工后不变形、材料致密无缺陷、易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。

本发明汽车变速箱体采用的铝合金材料中，Mn元素可使铝合金中原本粗大的汉字型或骨骼状的A1FeSi相变成颗粒状的A1FeMnSi相从而减小Fe对合金强度的不利影响。本发明铝合金中，Fe元素的存在容易使整个合金性能变脆，因此其是有害元素，本发明通过加入Mn元素，能消除Fe元素的危害，从而提高本发明变速箱体的机械性能。本发明采用上述含量的Mn元素，在本发明铝合金材料中如果Mn含量大于0.8％，则Mn元素不能完全溶解于铝合金材料中，导致其析出相增多，细化晶粒效果减小，则其本身成为杂质元素。

其中，本发明通过在铝合金材料中加入微量Zr元素，对变速箱体的机械性能有一定的强化作用。Zr元素的最显著的作用体现在抑制合金的再结晶行为，使合金变形加工过程中产生的高密度位错和纤维组织得以保存下来，从而为得到具有非再结晶组织的半成品提供了可能，合金半成品因存在非再结晶组织而具有更加优良的性能。本发明中，Zr元素含量大于0.4％，则会导致形成羽毛状晶体和粗大的金属间化合物，则会对本发明变速箱体产生不良影响，因此本发明采用上述成分的Zr元素。

在本发明汽车变速箱体中，通过加入纤蛇纹石纳米管，能够增强制得的铝合金材料的强度。纤蛇纹石为层状硅酸盐矿物,由于Si-O四面体片和Mg-(OH)O八面体片在平面二维方向上的尺寸差异,在形成结构层时,导致其以四面体片居内、八面体片居外的卷曲方式形成纳米管状结构。本发明通过加入纤蛇纹石纳米管，能够增强制得的铝合金的力学性能。

本发明另一个目的在于提供一种制备上述汽车变速箱体的方法，所述制备方法包括如下步骤：

制备泡沫模：利用可发性聚苯乙烯珠粒为原料制备泡沫模，并涂覆光洁剂；

制备型壳：将制得的泡沫模浸入涂料，并翻转，再经撒砂、干燥后得型壳面层，重复一次得型壳过渡层，再重复一次得型壳加固层；

型壳造型：型壳干燥并用石英砂填充，振动紧实后覆盖塑料薄膜及砂箱盖；

合金熔炼：将制备变速箱体的铝合金材料进行熔炼，升温至720-760℃，用Ar气精炼，扒渣后静置10-15min，保温；

浇注：采用真空低压浇注法将合金液充型得汽车变速箱体成品。

本发明汽车变速箱体采用消失模壳型铸造法，消失模铸造是一种近无余量、精确成形的新型铸造技术。它采用泡沫塑料模样代替普通模样紧实造型，造好铸型后不取出模样、直接浇入金属液，在高温金属液的作用下，泡沫塑料模样受热气化、燃烧而消失，金属液取代原来泡沫塑料模样占据的空间位置，冷却凝固后即获得所需的铸件。与其他铸造工艺相比，它具有许多优点：铸件的尺寸精度高、表面粗糙度低；增大了铸件结构设计的自由度；散砂紧实、无粘结剂，简化了铸件生产工序，提高了劳动生产率；容易实现清洁生产。本发明变速箱体采用上述方法，能得到精度、强度高的变速箱体，达到本发明的目的。

在上述一种汽车变速箱体的制备方法中，所述光洁剂包括如下重量份的组分：硝化棉20-30份，乙醇60-70份，乙二醇乙醚酯12-15份，蓖麻油3-5份。本发明采用上述光洁剂对泡沫模进行表面处理，能在泡沫模表面形成一层很薄的光洁层，泡沫珠粒间的沟槽被完全填充，改善了泡沫模的表面质量。