[发明专利]一种基于重力铸造的铝合金支架局部挤压方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于重力铸造的铝合金支架局部挤压方法和装置，其包括内浇道和直浇道，采用基于重力铸造的铝合金支架局部挤压方法成型铝合金支架，所述内浇道上设置有液压油缸和销套，所述液压油缸的活塞杆端连接有挤压销。本发明结构简单、使用方便、经本发明加工后的铝合金支架不仅可以取消工艺冒口，而且能消除现有技术存在的工艺出品率低，且壁厚大于30mm的热节点极易产生内部针孔及显微缩松、恶化铸件力学性能的技术问题。

技术领域

本发明涉及一种铝合金支架局部挤压方法和装置，属于重力铸造技术领域，尤其涉及一种基于重力铸造的铝合金支架局部挤压方法和装置。

背景技术

重力铸造是传统铸造工艺，具有设备投资小、设备布局占地面积小、模具成本低等优势，但产品局部厚大热节需工艺设计足够模数的工艺冒口，工艺冒口的利用率仅0.5％-2％，工艺出品率低，且壁厚大于30mm的热节点极易产生内部针孔及显微缩松，恶化铸件力学性能。车辆上铝合金支架产品现有工序如下：步骤1、铝液熔化；步骤2、铝液浇注；步骤3、自然冷却；步骤4、制造完成。

上述铝合金支架成形方法其存在的问题有，铸件厚大位置冷却慢，内部缩松、缩孔，铸件力学性能不符合要求。工艺出品率只有60％左右，合格率75％左右，原材料的浪费很严重，与工厂的成本要求不符合。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种基于重力铸造的铝合金支架局部挤压方法和装置，其基于重力浇注机配合局部挤压(动力补缩)实现了铝合金零件的铸造，实现了铝合金零件上缩松区金属补充，从而获得组织致密的铝合金零件。

为解决上述技术问题，本发明采用了这样一种基于重力铸造的铝合金支架局部挤压方法，其包括以下步骤：

步骤一，利用CAE仿真软件对铝合金支架建模分析，获取铝合金支架上最后凝固工艺孔的位置、挤压温度T、热节体积V_h；

步骤二，计算挤压量V_a、挤压行程L和挤压销的截面积S，

V_a＝V_h*ρ/k，

S：L＝7

V_a＝S*L

ρ为挤压前后最后凝固工艺孔处的密度差，1≤k≤1.5；

步骤三，根据挤压行程L和挤压销的截面积S确定挤压压力D；

步骤四，利用重力浇铸系统成型铝合金支架，并在铝合金支架上最后凝固工艺孔的位置成型与该工艺孔同轴的金属凸起，该金属凸起的体积为n*V_a，1.2≤n≤1.3；

步骤五，在挤压温度T时，利用截面积S的挤压销对金属凸起进行挤压，挤压压力为D、挤压行程为L。

在本发明的一种优选实施方案中，挤压温度T为570-551℃。

在本发明的一种优选实施方案中，挤压压力D为70-100Mpa。

在本发明的一种优选实施方案中，步骤四中，当20mm≥挤压行程L≥10mm时，采用分段挤压，第一段挤压行程为挤压行程L的50％-80％，第二段挤压行程为20％-50％之间。

在本发明的一种优选实施方案中，第一段挤压速度为1-2m/s，第一段挤压速度为0.5-1m/s之间。

在本发明的一种优选实施方案中，挤压时压力保持时间为0.3s-0.6s。

在本发明的一种优选实施方案中，步骤四中，当挤压行程L＞20mm时，采用多段挤压，每段挤压间隔停留2s。

在本发明的一种优选实施方案中，1.5≤铝合金挤压前后密度差ρ≤2。