[发明专利]径向锻应变诱发法制备发动机铝合金凸轮轴的半固态工艺

摘要

径向锻应变诱发法制备发动机铝合金凸轮轴的半固态工艺，先预热铝合金棒材，对铝合金棒材进行径向锻造，径向锻造后坯料的二次重熔，然后进行铝合金凸轮轴的挤压铸造，最后径向铝合金凸轮轴的后续处理，通过该工艺可以制备出均匀的、无微观缺陷的铝合金半固态坯料并成形出微观组织缺陷少、机械性能好的铝合金凸轮轴，工艺过程简单，容易操作。

主权项

径向锻应变诱发法制备发动机铝合金凸轮轴的半固态工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)预热铝合金棒材，将铝合金棒材随炉加热至250～350℃，并保温，对于不同直径的棒料具体的保温时间为0.5D～0.7D分钟，D为棒材的直径；2)对铝合金棒材进行径向锻造，即通过机械手夹持预热铝合金棒材旋转轴向送进，径向锻机在坯料周围对称分布四个锤头，沿坯料径向进行高频率往复锻打，使坯料在多头螺旋式延伸变形情况下拔长变细，断面收缩率达到60％以上，对于不同尺寸的零件，按照其零件所需的坯料直径，锻打至所需的直径；3)径向锻造后坯料的二次重熔，将径向锻造后的坯料放回电炉或者中频感应加热炉中进行二次重熔，即加热至585～595℃并保温15～20min，获得具有球状晶悬浮在共晶液相的半固态坯料，此时铝合金棒材对应的固相率为35.5～52.5％；4)铝合金凸轮轴的挤压铸造，对模具型腔和芯棒进行预热，预热温度为200～300℃，并将按照凸轮轴毛坯体积分段切割的二次重熔坯料放入模具型腔，合模后，芯棒以20mm/s‑60mm/s的速度从两侧向内挤压，挤压到位后上模具和芯轴持续加压，保证凸轮轴零件所受比压为80‑100Mpa，直至零件完全凝固；5)铝合金凸轮轴的后续处理，将半固态挤压铸造获得的凸轮轴进行T6热处理，并对凸轮节进行化学气相沉积处理，保证沉积层厚度达到5mm，硬度达到50HRC，最后磨削凸轮节。