[发明专利]一种空心车架设计与差压铸造方法

权利要求书

1.一种空心车架设计与差压铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、空心结构的设计：获得钢结构的产品3D数模，用UG修改产品的3D数模，使产品的结构满足铸造生产要求，再进行加载应力、疲劳寿命仿真，分析结果，调整参数，确定产品数据，并实行生产；

S2、铝合金双相处理：准备铝合金液，并进行检测，调整Cu和Mg合金元素的比例，然后将铝合金液加热，再加入100～150g除渣剂，通氩气进行精炼、除气，扒渣，加入铝锶细化剂进行晶粒细化，搅拌后静置，得到变质的铝合金液；

S3、负压差压铸造与砂芯铸造并用：在砂芯模中铸造砂芯，具体工艺流程为正面射砂-排气-结壳-模具翻转-振动倒砂-固化-开模顶出-取砂芯；再将铸造好的砂芯放入负压差压铸造模具中，将S2得到的变质的铝合金液通过负压差压铸造工艺成型，成型后将砂芯移除，得到空心车架的半成品；

S4、T6阶段升温热处理：将步骤S3得到的半成品送进固溶炉，加热到530～540℃后保温350～370min，再将保温后的半成品放进温度为55～65℃的水里进行淬火处理，淬火时间不大于10s，再将淬火后的半成品送进时效炉，加热到165～175℃后保温350～370min，取出产品静置在空气中冷却至室温即完成T6阶段升温热处理；

S5、大型四轴加工中心加工：使用转头刀具和高精度夹具对步骤S4处理后的产品上的吊耳上进行孔加工，并使用其它刀具加工其它需要机加工的部位，加工结束即完成空心车架设计与差压铸造；

所述负压差压铸造时所使用的装置包括：机架和锁紧装置，与机架相连且能上下移动并带有上罐体（2-1-1）的动板（2-1），安装在动板（2-1）上的上模（1-1），固定在机架上的并带有下罐体（2-2-1）的中板（2-2），安装在中板（2-2）的下模（1-2），控制上模（1-1）与下模（1-2）开合的合模装置（3）、模温控制装置（4-6）和气压控制装置（4），所述模温控制装置（4-6）、气压控制装置（4）与控制柜（4-1）分别连接，由控制柜（4-1）设定工作参数，用于储存铝合金液的仓体（5）和将仓体（5）升降并固定在机架底部的举升装置（6）；

所述气压控制装置（4）包括第一互通阀（4-2-1）、第二互通阀（4-2-2）、第三互通阀（4-2-3）、进气阀（4-3）、第一微排气阀（4-4-1）、第二微排气阀（4-4-2）、第一排气阀（4-5-1）、第二排气阀（4-5-2），所述进气阀（4-3）一端连接高压气源，另一端通过气管分别与第一互通阀（4-2-1）、第二互通阀（4-2-2）、第三互通阀（4-2-3）连接，所述第一互通阀（4-2-1）通过气管与上罐体（2-1-1）连接、第二互通阀（4-2-2）通过气管与下罐体（2-2-1）连接、第三互通阀（4-2-3）通过气管与仓体连接，所述第一微排气阀（4-4-1）安装在上罐体（2-1-1）上，第二微排气阀（4-4-2）安装在下罐体（2-2-1）上，直接向外排气，所述第一排气阀（4-5-1）安装在上罐体（2-1-1）上，第二排气阀（4-5-2）安装在下罐体（2-2-1）上，直接向外排气；

所述负压差压铸造时采用如下方法进行成型：所述上罐体（2-1-1）、下罐体（2-2-1）与仓体（5）通过打开第一互通阀（4-2-1）、第二互通阀（4-2-2）和第三互通阀（4-2-3）进行互通，同时打开进气阀（4-3）通入高压气体，实现同步进气、同步建压，在上罐体（2-1-1）、下罐体（2-2-1）与仓体（5）达到设定的工作压力0.55～0.65MPa后，第一互通阀（4-2-1）、第二互通阀（4-2-2）和第三互通阀（4-2-3）关闭，上罐体（2-1-1）、下罐体（2-2-1）与仓体（5）之间隔绝；然后上罐体（2-1-1）和下罐体（2-2-1）分别通过第一微排气阀4-4-2和第二微排气阀4-5-1可控排出内部气体，使上罐体（2-1-1）、下罐体（2-2-1）与仓体（5）之间产生压力差，升液压力差为0.01～0.03MPa，充型压力差为0.03～0.04MPa，变质的铝合金液通过压力差充入模具型腔，结壳增压压力为0.01～0.015MPa，结壳增压时间为5～10s，结晶增压压力差为0.07～0.10MPa，上罐体（2-1-1）、下罐体（2-2-1）与仓体（5）的压力差达到0.1MPa时，进行保压，保压时间为90～100s。