[发明专利]一种压铸方法、模具及其压铸系统

说明书

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种结构复杂的、高耐压性、高气密性要求的汽车油电混合转向系统油泵壳体铸件的压铸方法、模具及其压铸系统。

背景技术

压铸方法广泛应用于气密性和气压性要求比较高的产品中。汽车油电混合转向系统的油泵壳体是一种汽车搭载的动力转向系统的零部件，其可以通过油电混合来辅助驾驶者更方便的控制汽车转向。汽车油电混合转向系统的油泵壳体通常也采用压铸方法制造。

图1至图3所示为现有技术的汽车油电混合转向系统油泵壳体的结构示意图。其中，图1所示为汽车油电混合转向系统油泵壳体的俯视侧的立体结构示意图，图2所示为汽车油电混合转向系统油泵壳体的仰视侧的立体结构示意图；图3所示为汽车油电混合转向系统油泵壳体的截面示意图。如图1至3所示，汽车油电混合转向系统油泵壳体为结构复杂的、大致为圆环柱状的铸件，其主要包括圆环体10、圆环体10的侧壁凸起20等。由于该铸件产品的功能设计要求，圆环体10的侧壁壁厚不均，其基本壁厚为5mm，最厚部位达到15mm左右。并且，由于圆环体10的侧壁上存在各种各样的凸起20，致使该侧壁上凹凸不平、结构复杂。另外，汽车油电混合转向系统油泵壳体进一步还包括虑油槽孔30、中心轴孔40和ECU(Electronic Controller Unit，电子控制元件)电路通孔50。滤油槽孔30和中心轴孔40使该产品内部孔穴交织，不同于常规压铸产品。ECU电路通孔50使产品在圆环体的基础上又增加了垂直于圆环的切面结构，增加了产品结构的复杂程度。通常，汽车油电混合转向系统的油泵壳体具有较高的耐压性、气密性要求，其耐压范围通常在128±3Bar，压力最高部位可达280Bar。由于其气密性要求，铸件内部的气孔有以下要求：(1)高压功能的加工孔部气孔最大长度小于或者等于0.8mm；(2)其他通常加工部位气孔最大长度小于或者等于1.2mm，且两个气孔间距离需要大于气孔最大长度的2倍；(3)在同一加工区域中，最大长度小于0.5mm的气孔不能超过5个。

现有技术的压铸方法中，对类似于圆环柱结构形状的铸件(例如，汽车油电混合转向系统油泵壳体铸件)通常分别采用以下两种方法。

第一种是采用″环形浇道″方式浇注，即从圆环柱结构的环形外周的一端进浇。这样设计的思路主要是考虑到铝合金液体流动时可以利用环形外周的壁厚，充分进行填充，而且在压铸过程中，由于高压高速的流动力作用，产生涡旋流动力，从而加快铝液流动的效果，更易于填充。但是这种只采用环形浇道的方式也有严重的品质隐患，由于高压高速状态下，铝液流动产生强大的涡旋流动力，很容易造成模具型腔中空气在涡旋力的作用下一同铝液卷曲流动，空气较难通过排气排渣口排出，易造成气体残留在铝液中，并在模具高温处聚集形成卷气的内质不良。

第二种是采用″平面侧切式浇道″方式浇注，即从圆环柱结构的侧壁中央切线处以″一″字进浇，沿侧壁的环形外周两侧分别流动并合拢。这样的浇注方式的缺点是对该产品模具的中间部分的冲击力较大，易产生模具的热疲劳而发生品质不良；另外，这种浇注方式难以对侧壁形状复杂且凹凸起伏的产品进行平稳的、充分的填充，易造成卷气和填充不良的问题的发生；并且，侧壁中央切线进浇时，铝液会首先受到环形模具型芯的冲击和阻力，易造成铝液的能量损失，不利于产品的末端填充，也不利于产品内部气体的排除。

通过以上任一方法对汽车油电混合转向系统的油泵壳体进行压铸制造时，其成品的耐压渗漏试验时的不良率在20％～25％左右，有的甚至更高，严重增加了产品制造成本；同时，对于这种高耐压性的形状复杂的产品，需要结合真空压铸、局部加压压铸等特种压铸工艺，这样增加了设备成本和管理成本的投入，给正常的大量生产带来巨大的负担。而且，生产的工程设置和工序排布都会因此而变得复杂，增加了生产的过程时间，降低了设备综合效率和企业的整体产能。

有鉴于此，针对汽车油电混合转向系统的油泵壳体的特殊形状性能要求，有必要提出一种新的压铸方法，并相应设计新的模具及其压铸系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，根据汽车油电混合转向系统的油泵壳体的复杂结构特点以及高耐压性、高气密性要求，提出新的压铸方法、模具以及压铸系统，以提高油泵壳体铸件的成品率。

为解决以上技术问题，本发明提供的一种汽车油电混合转向系统的油泵壳体的压铸方法，在该方法中，从主浇道的环形浇道和辅助浇道的平面侧切式浇道同时进行浇注；在浇注金属液填充模具的型腔之前，采用低速射出速度进行浇注；在浇注金属液填充满模具的型腔过程中，采用高速射出速度进行浇注。