[发明专利]镁合金轮毂旋压毛坯重力铸造成型方法

说明书

本发明提供了一种镁合金轮毂旋压毛坯重力铸造成型方法，包括以下步骤：S1、准备镁合金轮毂旋压毛坯模具；S2、模具安装与加热：将所述镁合金轮毂旋压毛坯模具安装在重力铸造机上，通过电阻加热片加热所述镁合金轮毂旋压毛坯模具获得适合镁合金轮毂旋压毛坯成型的非均匀模具温度场；S3、镁合金熔体注入浇包；S4、重力铸造；S5、低压力挤压：通过所述重力铸造机进行低压力挤压；S6、开模取件。本发明通过采用低压力挤压补缩措施、通过原位加热获得的非均匀温度场，可以有效提高轮毂的材料利用率，有效的解决了镁合金轮毂旋压毛坯成型中轮辋轮辐交界处缩孔/热裂、安装盘处缩松/缩孔等铸造缺陷的行业性难题，实现镁合金轮毂旋压毛坯合格铸件的生产。

技术领域

本发明涉及金属铸造成型技术领域，具体地，涉及一种镁合金轮毂旋压毛坯重力铸造成型方法。

背景技术

作为最轻的金属结构材料，镁合金具有比强度、比刚度高，减震性好等优点，广泛应用于航空航天、交通、3C领域等。为了节能降耗、减少废气排放、提高驾乘舒适度和车辆动力学性能，现代交通工具正在向轻量化方向发展；普通轿车上，采用镁合金汽车轮毂代替铝合金汽车轮毂可以实现整车～10％的减重效果，轻量化效果显著。然而实际生产中，镁合金汽车轮毂成型技术从早期的低压铸造技术发展到目前比较主流的一次挤压成型(林州鼎鑫DX河南德威DW)和锻旋技术(通用汽车GM)，但都没有形成的大规模应用，主要原因之一便是缺少低成本的镁合金轮毂制造技术。一方面，采用常规商业镁合金AZ91D和低压铸造技术生产的镁合金汽车轮毂极易产生缩松、热裂等铸造缺陷，导致轮毂性能低下，安全隐患明显；另一方面，采用常规商业镁合金AZ80和一次性挤压成型的镁合金汽车轮毂虽然无制造缺陷且性能上能够满足使用要求，但材料利用率低(～35％)、设备折旧与机加工成本高，导致镁合金汽车轮毂制造成本居高不下，普通汽车制造商难以接受。为此，设计开发低成本的镁合金轮毂制造技术成为镁合金汽车轮毂能否大批量应用的关键因素之一。

与常规轮毂成型方式相比，铸造+旋压复合成型技术(简称铸旋成型技术)在镁合金汽车轮毂制造方面具有显著优势：

与重力和低压铸造相比，铸旋成型技术中轮毂轮辋厚度显著增大，轮毂整体铸造难度显著降低，轮毂铸造成品率显著提高，轮毂的综合制造成本显著下降；同时，由于轮辋采用旋压成型，轮辋的力学性能也显著优于重力和低压铸造，达到、接近甚至超过一次挤压和锻旋成型水平。

与一次挤压和锻旋成型技术相比，铸旋成型技术制备镁合金汽车轮毂时材料利用率明显提高，轮毂的综合制造成本更低，更有利于推动镁合金轮毂在普通汽车上的应用。

尽管铸旋成型技术在制造镁合金轮毂方面优势非常明显，但目前该技术仍然没有批量应用，主要原因如下：(1)采用常规重力铸造、低压铸造制备镁合金轮毂旋压毛坯时，轮辋轮辐交界处容易产生缩松/缩孔、热裂纹等铸造缺陷；(2)轮毂中心安装盘处凝固速率较低，容易出现缩松/缩孔等铸造缺陷，且中心安装盘处显微组织粗大、力学性能较低；(3)镁合金轮毂旋压毛坯轮辋旋压时，轮辋容易产生开裂，旋压工序成品率较低；(4)镁合金轮毂旋压后热处理时，轮毂淬火时轮辋变形大，采用常规矫形方法难以确保轮辋尺寸满足要求；(5)镁合金轮毂旋压后热处理时晶粒尺寸粗化明显，轮毂强度与塑性下降显著。

因此，需要提供一种镁合金轮毂旋压毛坯重力铸造成型方法，以解决镁合金轮毂旋压毛坯成型中热裂、轮辋轮辐交界处缩孔等行业性难题，实现镁合金轮毂旋压毛坯合格铸件的生产。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种镁合金轮毂旋压毛坯重力铸造成型方法，以解决镁合金轮毂旋压毛坯成型中热裂、轮辋轮辐交界处缩孔等行业性难题，实现镁合金轮毂旋压毛坯合格铸件的生产。

本发明提供的一种镁合金轮毂旋压毛坯重力铸造成型方法,包括以下步骤：

S1、准备镁合金轮毂旋压毛坯模具；