[发明专利]一种铝合金底盘空心薄壁前副车架金属型重力铸造工艺

说明书

一种铝合金底盘空心薄壁前副车架金属型重力铸造工艺，它包括以下步骤：①熔炼工艺的确定a.铝液温度的确定b.组织晶粒的细化②砂芯及排气系统设计③浇注水冷工艺的确定④控制零件变形⑤热处理工艺设计本发明优点是：1、采用铝锶中间合金变质和铝钛硼熔剂细化相结合的方式细化铝合金的组织晶粒，提高铸件的力学性能；2、在不宜设置冒口的热节部位设置水冷，调整模具温度实现铸件的同时凝固；3、保持热处理炉炉体的均匀性有助于提供铸件的力学性能。

技术领域

本发明涉及机械设备领域，具体涉及一种铝合金底盘空心薄壁前副车架金属型重力铸造工艺。

背景技术

目前，随着新能源车辆的不断发展，对车辆的轻量化要求日益强烈。在汽车底盘结构件中，重量占比较大的前副车架，已逐步被具有重量轻、耐腐蚀性能更强等优点的铝合金材料代替；副车架是轿车底盘中非常重要的安全及承载件，作为轿车前部的承载基体，支撑着所有簧上质量，承受和传递汽车行驶过程中所产生的各种力和力矩。因此，副车架的刚度、强度、疲劳寿命等对车辆整体的强度、操纵稳定性及安全性起到至关重要的作用，对铸件的内在质量及机械性能要求也更高；铝合金副车架目前主要在国外生产，铸造方式也大都采用砂型铸造、低压或差压铸造。空心铝合金前副车架一般为中空结构，需砂芯成型，且壁薄、壁厚不均，充型困难，易产生浇不足；热节多而分散，补缩困难，易缩孔、缩松；金属型重力铸造方法由于金属型不透气,且无退让性,易产生气孔、裂纹等铸造缺陷。总之，铸造工艺差，成型及批产难度大。

发明内容

本发明的目的就是针对上述之不足，而提供一种铝合金底盘空心薄壁前副车架金属型重力铸造工艺。

本发明包括以下步骤：

①熔炼工艺的确定

a. 铝液温度的确定

浇注铝水温度为720-740℃；

b. 组织晶粒的细化

采用铝锶中间合金变质和铝钛硼熔剂细化相结合的方式细化铝水组织晶粒，锶含量控制在铝合金液的0.01-0.02%；

在铝合金液中添加AlTiB5丝， Ti元素的含量控制在铝合金液的0.1-0.15%；

②砂芯及排气系统设计

铸件的空心内腔由分体式砂芯组合成型，采用酚醛树脂热芯盒制芯，砂芯的主要指标为热抗弯强度1.5MPa，常温抗弯强度3MPa，灼烧减为2%，熔点为95-105℃，粒度70/140，铸件落砂工艺孔既是射砂口又是定位芯头也是砂芯排气孔，冒口的上方也均开有排气孔槽；

③浇注水冷工艺的确定

采用增加局部点冷的方式，改变其铝液凝固顺序，其冷却水切入时间在设备倾转后4S，保持50S；冷却水压力控制在0.4-0.6MPa；冷却水流量控制在4-8L/min；

④控制零件变形

采取以下两个措施：a、均匀布局模具顶杆，保证铸件顶出受力平衡；b、热处理过程中规范铸件的摆放方式，将铸件投影面积大的结构面放置在底部；

⑤热处理工艺设计

铸件力学性能需达到抗拉强度≥280MPa,屈服强度≥210MPa，延伸率≥6%，硬度（HB）≥80，需采用保持炉体的温度均匀性，淬火水温50-70℃，入水转移时间≤15s。

本发明优点是：

1、采用铝锶中间合金变质和铝钛硼熔剂细化相结合的方式细化铝合金的组织晶粒，提高铸件的力学性能；

2、复杂铸件的内腔采用分体式砂芯成型、工艺成熟、生产效率高。