[发明专利]一种铝合金汽车变速箱壳体的挤压铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造领域，特别涉及挤压铸造领域。

背景技术

在世界汽车市场的激烈竞争中，各国都在向高质量、高可靠性、重量轻、 节能、低成本方向发展。在材料方面表现为轻量化，用铝合金代替部分钢(铁) 件，以达到汽车向高质量、低成本的发展的要求；在工艺方面表现为科学性，用 先进工艺取代传统的工艺以达到提高毛坯精度，减少加工余量，减少原材料消 耗，降低成本的目的。要进一步扩大铝合金材料在汽车结构和动力总成系统的 运用，现有的铝合金铸件的制备方法和制造工艺已难以满足这一要求。

根据2003年的统计(铸造Vol.54No.12)：我国重力和砂型铸造的铝铸件 占铝铸件总量的26.1％，压力铸造和低压铸造的铝铸件所占比例分别为44.53 ％和25.47％，而利用精确成型的挤压铸造工艺生产的铝铸件仅占总铸件量的 3.89％，与世界发达国家相比还有一定的差距。

目前，我国的汽车用铝合金变速箱壳体铝铸件生产制造方式呈现以下几种 形式：砂型铸造，重力铸造，低压铸造和压力铸造；用这些传统的工艺制造出 的汽车用铝合金变速箱壳体在外观呈现冷隔、凹陷、裂纹等不同程度的质量问 题，而在内部往往会出现气孔、缩孔、针孔等致命的缺陷，从而严重影响了产 品的性能。同时，因成品率较低，资源和能源利用率低，铝废料再生利用率不 高，环境污染严重等缺陷，阻碍了汽车高速的发展。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种铝合金汽车变速箱 壳体的挤压铸造制备方法，在资源和能源消耗较低的条件下，产品组织致密均 匀，综合性能进一步提高，符合汽车零部件的高品质、高性能的要求。

为实现这一目的，本发明采用的技术方案包括如下步骤：

1)配料：铝合金材料组分的重量百分比为：5.0-6.0％Si，1.5-2.5％Ti， 0.25-0.35％Cu，0.5-1.2％Zn，1.25-1.45％Mg，Fe＜0.1％，Ni＜0.05％，Pb ＜0.05％，Sn＜0.05％，其余为Al。

2)熔炼：将熔化炉升温，待温度上升到300-320℃时，将铝锭和中间合金 加入集中熔化炉中，继续升温到750-760℃时，先在吊包底部加入用量为铝液 量的2.5-3.0％的精炼剂，铝合金全部溶解后转入吊包，搅拌10-15分钟；加 入用量为铝液量的1.5-2％的晶粒细化剂。对合金进行细化20-30分钟，直到 液面无气泡冒出，静置10-40分钟后，加入用量为铝液量的0.1-0.3％的除渣 剂，捞取表面浮渣后，降温至700-710℃即可准备浇注。

3)准备模具：汽车变速箱壳体铸件模具采用一模两腔对称分布形式，将一 模两腔模具固定在350T卧式间接挤压铸造机上，将模具预热至200-220℃，然 后在模具型腔内均匀喷上一层具有隔热、保温作用的脱模剂，涂层厚度18-22 微米，继续加热模具至350-400℃。

4)挤压铸造：采用机械手料勺从吊包向挤压铸造机料桶输送合金液，挤压 铸造机冲头向模具型腔平稳推进合金液、快速增压凝固结晶，这时调节挤压铸 造工艺参数为：挤压压力115-120MPa，保压时间35-40s，充型速度0.6-0.8m/s， 充型时间3-5s，充型完毕，动定模分开，取出铸件，得汽车用铝合金变速箱壳 体毛坯；

5)热处理：将挤压铸造成型的毛坯进行T6热处理，把毛坯置于热处理炉 中，随炉加温2小时至525-530℃，保温6-8小时出炉，在水温约20℃中进行 淬火；再进行155-160℃×6小时的时效处理，得到汽车用铝合金变速箱壳体。

本发明采用了先进的挤压铸造工艺进行汽车变速箱壳体的制备，采用的合 金材料为铝合金，经集中熔化炉升温，熔化、精炼与变质处理，然后进行浇注。 模具采用一模两腔对称分布形式，向挤压铸造机料桶输送合金液，挤压铸造机 冲头向变速箱壳体模具型腔推注合金液并增压使铝合金液结晶，获得变速箱壳 体挤压铸造零件，再对零件进行固溶时效强化处理，得到力学性能优越的汽车 用的变速箱壳体。

本发明方法具有如下有益效果：

1.本发明用挤压铸造工艺制造而成的汽车用铝合金变速箱壳体，能提高毛 坯精度，减少加工余量，实现资源和能源的低消耗，促使经济效益的提高。

2.与现有技术相比，本发明通过优化铝合金成分设计，使其更适于挤压铸 造生产工艺，使得所制备的汽车用铝合金变速箱壳体综合性能好