[发明专利]液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法及模具和系统

权利要求书

1.液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法，包括铝合金熔炼、定量浇注和挤压成形步骤，其特征在于，还包括如下几个方面：

(1)浇注前，模具预热，且温度控制在300度以上；

(2)液态模锻挤压充型采用底注式充型方法：液态模锻成形模具的下模之下设置与模具型腔连通的热压室，将金属液浇注于热压室，上下模具合膜，热压室下端通过活塞缓慢上顶进行上顶充型，从上模、下模之间的间隙排除气体；

(3)充型速度采用0.75～0.85kg/s，通过活塞的上升速度实现；

(4)活塞上顶过程中使型腔内部压强为70～80Mpa；

(5)充型结束后，压强为70～80Mpa的保压时间控制范围为5～6S。

2.根据权利要求1所述的液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法，其特征在于，模具也称液态模锻成形模具，包括上模、下模合模后，上模、下模配合间隙为0.20～0.23mm。

3.根据权利要求1所述的液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法，其特征在于，浇注前模具预热温度控制300～320℃；在上顶充型和成形挤压温度为715～720℃，即纯化的合金液温度降低在715～720℃进行浇注和上顶充型；进行上顶充型整个过程，上模采用450t的压力；充型结束后保压时间5～6S后，冷却2～3min后顶出。

4.根据权利要求1所述的液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法，其特征在于，浇注前，金属液先进行熔炼，熔炼温度740～760℃。

5.根据权利要求1所述的液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法，其特征在于，模具预热后，喷涂脱模剂，之后将240～260℃的轮盘的镶铸金属耐磨圈放入模具模腔内；再浇注金属液。

6.根据权利要求1所述的液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法，其特征在于，还包括后续步骤：固溶处理：温度540±3℃，保温12～14h，进行水淬，水淬的水温为20～60℃；时效处理：温度154±5℃，保温8～10h，饭后进行空冷。

7.液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)铝合金熔炼：制备用于成形零件的铝合金液；

(2)合金纯化：控制合金液温度在735～745℃时，对合金液进行纯化；

(3)成形模具加热：对成形模具加热至300～320℃；

(4)清理模具型腔：用风枪对模具型腔进行清理；

(5)定量浇注：液态模锻成形模具的下模之下设置与模具型腔连通的热压室，根据设定的浇注重量和浇注速度进行浇注；

(6)上顶充型：将金属液浇注于热压室，上下模具合膜，热压室下端通过活塞缓慢上顶进行上顶充型，从上模、下模之间的间隙排除气体；

(7)挤压成形：使液体凝固成形，零件挤压成形的内部高压压强为70～80Mpa；

(8)保压强化：保压时间范围控制在5～6s时；

(9)冷却出型：保压完成后，打开模具，毛坯由顶杆顶出。

8.液态模锻超轻型轮盘总成成形模具，轮盘总成液态模锻成形模具，包括上模外套(2)、上模(3)、下模外套(4)、下模(9)；上模外套(2)位于上模(3)外周，下模外套(4)位于下模(9)上端，且能够位于成形零件外周；上模外套(2)能够位于成形零件上端，且成形零件能够位于上模和下模之间的型腔内；其特征在于，

还包括活塞(10)；下模(9)底部中间具有活塞孔，下模(9)活塞孔处的下部具有热压室(13)，活塞孔将热压室与型腔连通；活塞的直径与活塞孔的直径一致，热压室为圆柱形，热压室的直径与下模的活塞孔的直径一致，两者轴线一致。

9.液态模锻超轻型轮盘总成成形系统，其特征在于，系统包括模具加热装置，采用电热棒插入上下模具壁内部对模具加热；模具冷却装置，用于开模之后喷水雾对上下模具和零件进行冷却；和自动化控制系统，用于对模具温度加热温度进行控制，保持控制温度；还包括权利要求8所述的液态模锻超轻型轮盘总成成形模具。

10.根据权利要求9所述的液态模锻超轻型轮盘总成成形系统，其特征在于，模具加热装置包括上下模具加热装置，各为12组炭化硅加热棒插入模具壁内部。