鋁合金卡箍的加工成型方法及鋁合金卡箍的製作方法
2023-07-17 13:32:21
鋁合金卡箍的加工成型方法及鋁合金卡箍的製作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及工程機械領域，尤其涉及一種鋁合金卡箍的加工成型方法及鋁合金卡箍。
【背景技術】
[0002]卡箍零件是連接帶溝槽的管件、閥門以及管路配件的一種連接裝置，對接頭間起緊固作用。在工程機械產品中，卡箍零件應用較多，如:混凝土慄車中輸送管間的連接，消防車水管間的連接等。
[0003]目前市場上同種類型的卡箍零件基本為鑄鐵或鑄鋼材料，採用普通液態鑄造成型。鑄鋼或鑄鐵材料成型的卡箍零件，成型技術較為成熟，零件強度高，成本低，但重量較重。
[0004]由於鋼材的密度為7.85g/cm3，而招的密度為2.78g/cm3，若用招合金卡箍代替現有鑄鋼卡箍，可有效減重。鋁合金卡箍雖然有重量上的優勢，但其強度比鑄鋼管卡低，且往往存在鑄造缺陷，使用壽命不高，如採用鍛造技術生產，成本較高，因此，在目前混凝土慄車上很少應用。
【發明內容】
[0005]本發明的其中一目的是提出一種鋁合金卡箍的加工成型方法，採用該方法加工出的鋁合金卡箍，強度較高，且加工成本低。
[0006]本發明的另一目的是提出一種鋁合金卡箍，其強度較高，成本低。
[0007]為實現上述目的，本發明提供了一種鋁合金卡箍的加工成型方法，其採用觸變壓鑄成型的加工方法製備鋁合金卡箍。
[0008]在一優選或可選實施例中，所述觸變壓鑄成型的加工方法包括以下步驟:
[0009]半固態坯料鋸切:將鋁合金半固態坯料鋸切成一定尺寸；
[0010]二次加熱:將一定尺寸的鋁合金坯料進行二次加熱；
[0011]壓鑄成型:採用壓鑄機將二次加熱後的鋁合金坯料壓入模具型腔，並使其在高壓下凝固，獲得鋁合金卡箍零件。
[0012]在一優選或可選實施例中，在壓鑄成型的步驟後，還包括鑄件後處理的步驟，其用於對壓鑄成型的鋁合金卡箍零件進行熱處理，從而獲得高強度鋁合金卡箍零件。
[0013]在一優選或可選實施例中，在鑄件後處理的步驟中，先將壓鑄成型的壓鑄毛坯去掉集渣包、飛邊，並切除澆道，然後對鋁合金卡箍零件進行T6熱處理。
[0014]在一優選或可選實施例中，鋁合金半固態坯料二次加熱完成後，其固相分數為35%?65%，二次加熱過程不超過30min，坯料各部位溫差不超過20°C。
[0015]在一優選或可選實施例中，二次加熱的加熱時間為18min，坯料各部位溫差不超過
5。。。
[0016]在一優選或可選實施例中，壓鑄成型步驟中，壓鑄機的衝頭速度為0.lm/s?5m/S，增壓壓力彡50Mpa。
[0017]在一優選或可選實施例中，壓鑄機的衝頭速度為lm/s，增壓壓力90Mpa。
[0018]在一優選或可選實施例中，在半固態坯料鋸切的步驟中，將鋁合金半固態坯料鋸切成150mm?200mm的短棒。
[0019]為實現上述目的，本發明還提供了一種鋁合金卡箍，所述鋁合金卡箍採用上述任一實施例中提供的鋁合金卡箍的加工成型方法製成。
[0020]基於上述技術方案，本發明至少具有以下有益效果:
[0021]本發明採用觸變壓鑄成型的加工方法生產鋁合金卡箍，該成型方法成型的鋁合金卡箍，組織細小，鑄造缺陷少，強度高，零件力學性能接近鍛造水平，近淨成形，可熱處理等，且該方法具有生產效率高，成本低等優點。
【附圖說明】
[0022]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0023]圖1為本發明提供的鋁合金卡箍的加工成型方法的流程示意圖；
[0024]圖2(a)為本發明提供的鋁合金卡箍的主視示意圖；
[0025]圖2(b)為本發明提供的鋁合金卡箍的俯視示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面將結合本發明實施例中的附圖，對實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0027]如圖1所示，為本發明提供的鋁合金卡箍的加工成型方法的示意性實施例，在該示意性實施例中，鋁合金卡箍的加工成型方法採用觸變壓鑄成型的加工方法製備鋁合金卡箍，其具體包括以下步驟:
[0028]I)半固態坯料鋸切:
[0029]鋁合金半固態坯料一般由電磁半連續鑄造工藝製成，為長棒狀，根據壓鑄零件毛坯的質量，將鋁合金半固態坯料鋸切為一定長度的短棒。
[0030]2) 二次加熱:
[0031]將鋸切好的半固態坯料放入感應加熱設備進行二次加熱，呈半液半固狀態，坯料加熱完成後其固相分數為35%?65%，要保證半固態坯料各部位固相分數分布均勻；二次加熱過程不超過30min，坯料各部位溫差不超過20°C。
[0032]3)壓鑄成型:
[0033]將半固態坯料放入壓鑄機料杯，由壓鑄機衝頭推動迅速充填模具型腔，使半固態坯料在高壓下凝固，獲得鋁合金卡箍零件毛坯。其中，壓鑄機衝頭速度為0.lm/s?5m/s，增壓壓力多50Mpa，保壓一段時間後開模取件。
[0034]採用上述三個步驟即可製備出鋁合金卡箍，且製備的鋁合金卡箍組織緻密，鑄造缺陷少，力學性能與鍛造水平相當，使用壽命長。
[0035]4)鑄件後處理:
[0036]將壓鑄成型的鋁合金卡箍零件毛坯去掉集渣包、飛邊等，並切除澆道，獲得鋁合金卡箍零件，隨後進行T6熱處理，然後進行噴丸處理，再通過連接件進行連接，最終成型高強度鋁合金卡箍零件。
[0037]本發明採用半固態金屬以層流方式充填模具型腔，無飛濺和卷氣現象，所以鋁合金卡箍可進行熱處理，從而進一步提高其力學性能。
[0038]下面列舉本發明提供的鋁合金卡箍的加工成型方法的一具體實施例。
[0039]具體實施實例:
[0040]本實例採用工業用鋁合金材料製備高強度卡箍零件，其成分(重量百分比)為S1:0.5%?7%，Cu:0.5%?4%，Mg:0.01%?1%，Sr:0.01%?2%，T1:0.01%?2%，Zn:0.001%?1%，其餘為 Al。
[0041]實驗具體實施工藝如下:
[0042]I)半固態坯料鋸切
[0043]採用鋸床將招合金半固態棒料據切成長度為150mm?200mm的短棒。
[0044]2) 二次加熱
[0045]將鋸切好的鋁合金坯料放入感應加熱設備，經過感應線圈進行二次加熱，加熱時間為18min。經測量，坯料各部位溫差不超過5°C。
[0046]3)壓鑄成型
[0047]將二次加熱完成後的鋁合金半固態坯料迅速放壓鑄機料杯，進行壓鑄成型，使鋁合金半固態坯料在高壓下凝固，獲得鋁合金卡箍零件。其中，壓鑄機衝頭速度為lm/s，增壓壓力90Mpa，保壓Imin後，開模取件，獲得半固態招合金卡箍壓鑄件毛還。
[0048]4)鑄件後處理
[0049]將半固態鋁合金卡箍壓鑄件毛坯去掉集渣包、打磨飛邊等，並切除澆道，隨後進行T6熱處理和噴丸處理，再通過連接件進行連接，最終成型高強度鋁合金卡箍零件。
[0050]成型後的卡箍零件包括兩個結構相同的半圓環部分，兩個半圓環部分扣合，之間通過連接件連接即可成為一個完整的卡箍零件。
[0051]如圖2(a)、圖2(b)所示，為採用本發明提供的鋁合金卡箍的加工成型方法成型的鋁合金卡箍，該鋁合金卡箍包括兩個結構相同的第一半圓環部分I和第二半圓環部分2。鋁合金卡箍的第一半圓環部分I和第二半圓環部分2之間可以通過任何緊固方式進行緊固，以保證此卡箍零件的密封性和管接頭的連接性。下面列舉鋁合金卡箍的第一半圓環部分I和第二半圓環部分2之間進行緊固的一具體實施例。
[0052]如圖2(b)所示，第一半圓環部分I的其中一側一體設置有兩個第一連接部分11，第二半圓環部分2的其中一側一體設置兩個第二連接部分21，第一半圓環部分I和第二半圓環部分2相互扣合時，第一連接部分11和第二連接部分21間隔交替放置，且通過在第一連接部分11和第二連接部分21上插設鉚釘3，使第一半圓環部分I和第二半圓環部分2實現鉚接。
[0053]如圖2(a)示，第一半圓環部分I的另一側一體設置有兩個第三連接部分12，第二半圓環部分2的另一側一體設置兩個第四連接部分22，在第三連接部分12上通過穿設鉚釘5將異形螺栓螺母組合件4鉚接在第一半圓環部分I上，第一半圓環部分I和第二半圓環部分2通過異形螺栓螺母組合件4的異型螺母旋緊而緊密扣合，且實現卡箍零件的卡緊。
[0054]為確保觸變壓鑄過程中半固態坯料有較好的流動性，連接部分上的通孔為壓鑄成型後通過機加工實現。
[0055]本發明提供的鋁合金卡箍的觸變壓鑄成型方法至少具有以下優點:
[0056]I)採用觸變壓鑄成型工藝製備的鋁合金卡箍，組織緻密，鑄造缺陷少，力學性能與鍛造水平相當，使用壽命長。
[0057]2)觸變壓鑄成型工藝相對於普通鑄造和鍛造工藝，生產效率顯著提高，生產成本低。
[0058]3)半固態金屬以層流方式充填模具型腔，無飛濺和卷氣現象，所以鋁合金卡箍可進行熱處理，從而進一步提高其力學性能。
[0059]4)觸變壓鑄成型為近淨成型工藝，基本不需要進行後序機加工，節省人力物力。
[0060]採用本發明提供的觸變壓鑄成型方法製備的鋁合金卡箍零件，相對於鑄鋼卡箍重量顯著降低，力學性能滿足使用要求，生產效率高，製造成本低。
[0061]最後應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特徵進行等同替換；而在不脫離本發明精髓的情況下進行的各種結構調整和控制參數搭配，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案範圍當中。
【主權項】
1.一種鋁合金卡箍的加工成型方法，其特徵在於:採用觸變壓鑄成型的加工方法製備招合金卡箍。2.如權利要求1所述的鋁合金卡箍的加工成型方法，其特徵在於，所述觸變壓鑄成型的加工方法包括以下步驟: 半固態坯料鋸切:將鋁合金半固態坯料鋸切成一定尺寸； 二次加熱:將一定尺寸的鋁合金坯料進行二次加熱； 壓鑄成型:採用壓鑄機將二次加熱後的鋁合金坯料壓入模具型腔，並使其在高壓下凝固，獲得鋁合金卡箍零件。3.如權利要求2所述的鋁合金卡箍的加工成型方法，其特徵在於:在壓鑄成型的步驟後，還包括鑄件後處理的步驟，其用於對壓鑄成型的鋁合金卡箍零件進行熱處理，從而獲得高強度鋁合金卡箍零件。4.如權利要求3所述的鋁合金卡箍的加工成型方法，其特徵在於:在鑄件後處理的步驟中，先將壓鑄成型的壓鑄毛坯去掉集渣包、飛邊，並切除澆道，然後對鋁合金卡箍零件進行T6熱處理。5.如權利要求2所述的鋁合金卡箍的加工成型方法，其特徵在於:鋁合金半固態坯料二次加熱完成後，其固相分數為35%?65%，二次加熱過程不超過30min，坯料各部位溫差不超過20 °C。6.如權利要求5所述的鋁合金卡箍的加工成型方法，其特徵在於:二次加熱的加熱時間為18min，坯料各部位溫差不超過5°C。7.如權利要求2所述的鋁合金卡箍的加工成型方法，其特徵在於:壓鑄成型步驟中，壓鑄機的衝頭速度為0.lm/s?5m/s，增壓壓力彡50Mpa。8.如權利要求7所述的鋁合金卡箍的加工成型方法，其特徵在於:壓鑄機的衝頭速度為lm/s，增壓壓力90Mpa。9.如權利要求2所述的鋁合金卡箍的加工成型方法，其特徵在於:在半固態坯料鋸切的步驟中，將招合金半固態還料鋸切成150_?200_的短棒。10.一種鋁合金卡箍，其特徵在於:所述鋁合金卡箍採用如權利要求1-9任一項所述的鋁合金卡箍的加工成型方法製成。
【專利摘要】本發明涉及一種鋁合金卡箍的加工成型方法及鋁合金卡箍，其中，鋁合金卡箍的加工成型方法，其採用觸變壓鑄成型的加工方法製備鋁合金卡箍，具體包括如下步驟：半固態坯料鋸切，將鋁合金半固態坯料鋸切成一定尺寸；二次加熱，將一定尺寸的鋁合金坯料進行二次加熱；壓鑄成型，採用壓鑄機將二次加熱後的鋁合金坯料壓入模具型腔，並使其在高壓下凝固，獲得鋁合金卡箍零件；鑄件後處理，用於對壓鑄成型的鋁合金卡箍零件進行熱處理，從而獲得高強度鋁合金卡箍零件。本發明提供的鋁合金卡箍的加工成型方法形成的鋁合金卡箍，組織細小，鑄造缺陷少，強度高，零件力學性能接近鍛造水平，且具有生產效率高，成本低等優點。
【IPC分類】B22D18/02
【公開號】CN105710341
【申請號】CN201410720865
【發明人】崔海霞, 李毅, 張翔, 張帆, 和優鋒, 朱強, 李大全
【申請人】徐工集團工程機械股份有限公司, 北京有色金屬研究總院