鎂合金輪轂壓力鑄造裝置及其方法
2023-05-29 07:23:31 4
專利名稱：鎂合金輪轂壓力鑄造裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及壓力鑄造領域，具體地說是一種生產鎂合金輪轂的壓力鑄造裝置及其方法。
背景技術：
我們知道，自然界中人類可以利用的能源的儲量是有限的，隨著人類活動對能源消耗的日益增多，人類已意識到能源危機的存在。因此，人類迫切需要降低對能源的消耗。出於這一原因，對汽車的輕量化的要求越來越強烈，以降低對能源的消耗。鎂合金由於密度低、儲量豐富、易於成形和可回收再利用等優點，將成為汽車輕量化的理想材料。而鎂合金汽車輪轂是鎂合金應用在汽車上、實現減重節能的典型代表。
由於鎂合金的物理、冶金特性所限，目前製備鎂合金件，特別是鎂合金薄壁件的理想方法是壓力鑄造成形。在壓力鑄造過程中，經常出現充型不完整、縮孔、冷隔、熱裂或縮裂等缺陷。中國專利CN1276276中提出了一種改進的鎂合金件壓鑄方法和金屬模裝置，金屬模裝置是適用於鎂合金的壓鑄或金屬注射成型的金屬模裝置，其為，設數個澆口，從直澆口至各澆口設置直接流道，及將相鄰澆口間的非澆口部分距離，除製品設計上不允許的情形外，設為10mm以下。該金屬模裝置的壓鑄方法，對於薄壁鑄造有效，特別是對於1.5mm以下薄壁鑄造或含矽、稀土元素，鈣的合金鑄造有效，特別是對該1.5mm以下薄壁鑄造或含矽、稀土元素，鈣的合金鑄造有效能夠以高品質穩定地得到沒有鑄件皺紋，表面裂紋，填充不良，金屬模粘砂的壓鑄製品。上述方法可以在很大程度上改善鑄件質量，提高產品合格率，但仍難以將廢品率控制在較低水平。尤其是對於像輪轂這類對性能要求很高的大型鑄件，以前的鑄造成形方法更是難以滿足性能和生產成本的雙重要求。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術的不足，從鎂合金壓鑄成形的關鍵入手，提供一種構造合理、操作使用方便、熔液流動平穩，壓力鑄造件質量高、廢品率低，無熱裂、縮裂缺陷的鎂合金輪轂壓力鑄造裝置及其方法。
本發明解決上述技術問題採用的技術方案是一種鎂合金輪轂壓力鑄造裝置，其特徵是包括為鎂合金熔液提供充型動力的輸液泵、澆道系統、模具、壓鑄機，澆道系統的輸液管與下模相連。
本發明一種鎂合金輪轂的壓力鑄造方法，其特徵是將合格的鎂合金熔液通過輸液泵驅動獲得充型動力，並以穩定可控的速度充入模具型腔，在0.1～1MPa壓力作用下凝固成形。
本發明由於採用上述壓力鑄造裝置及其方法，對照現有技術，其裝置構造合理、操作使用方便、熔液流動平穩，壓力鑄造件質量高、廢品率低，無熱裂、縮裂缺陷。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是本發明的結構示意圖。
圖中1.壓鑄機活動壓板，2.上模，3.側模，4.下模，5.模具平臺，6.輸液管，7.保溫爐，8.輸液泵，9.輸液管，10.熔煉爐，11.輸液泵。
具體實施例方式
從圖1中可以看出，本發明提供了一種採用鎂合金熔液通過壓力鑄造生產鎂合金輪轂的裝置，包括為鎂合金熔液提供充型動力的輸液泵、澆道系統與模具、壓鑄機。鎂合金經加熱熔煉後注入到保溫爐7內。保溫爐7應具有相應的防氧化措施，比如容器是封閉的，甚至還配有真空獲得系統與惰性氣體充氣裝置；保溫爐7也可以是不封閉的，在這種情況下，需要在鎂合金表面覆蓋一層保護劑，以防止氧化和燃燒。保溫爐7中的鎂合金熔液通過輸液泵8輸送到輸液管6中，再進入上模2、側模3和下模4所形成的型腔中。輸液管6與下模4相連。模具型腔的結構首先取決於零件的形狀，在此基礎上還要考慮鎂合金流動特性在結構上做一些優化處理。輸液泵8的流量及壓力可調，在本發明中，輸液泵8提供給鎂合金熔液0.05～1MPa的壓力。型腔的工藝結構對於提高鎂合金件的質量是至關重要的，這就要求設計出合理的型腔結構；另一方面，鎂合金熔液在模具型腔中的流動特徵受到工藝參數的影響，對於鎂合金件的質量也至關重要。鎂合金在模具型腔中的流動要儘可能平穩，最大限度地降低其紊流程度，以防卷氣、充型不足、縮孔、熱裂或縮裂、冷隔等缺陷產生。本發明為了避免上述缺陷，讓鎂合金以適當的壓力和速度充型，確保生成高質量的壓鑄件。鎂合金在充型過程中，如果速度太快，壓力太大，容易出現卷氣等缺陷。按照本發明提供的技術，鎂合金以0.05～1MPa的壓力充型效果較佳。充型完畢，鎂合金開始凝固收縮，邊界部分先凝固，於是與模具脫離，傳熱受到影響，導致零件不同部位的組織不均勻，從而容易引起熱裂、縮裂等缺陷和降低零件抗疲勞性能。本發明為了消除此現象，在鎂合金熔液充滿型腔之後繼續施加壓力，其壓力範圍為0.1～1Mpa。鎂合金完全凝固後卸去壓力，這樣有利於保證零件各部分組織的均勻化，避免熱裂、縮裂等缺陷。
在本發明實施中，需要對模具進行預熱。模具預熱溫度若低於120℃，容易出現冷隔和充型不滿等缺陷；模具預熱溫度若高於480℃，預熱裝置複雜、容易發生故障、鑄件容易出現組織粗大等缺陷。在本發明中，模具的預熱溫度範圍保持在120～480℃比較理想。
為了實現順利脫模，壓鑄前模具內表面噴塗脫模劑是必要的，脫模劑可採用水玻璃、矽膠、滑石粉、氧化鋅、氧化鎂等物質。
在本發明的實施過程中，型腔內的氣壓可與大氣壓相同，即模具型腔內壓力在壓鑄前為1個大氣壓。但對於容易出現缺陷的壓鑄件而言，最好是將型腔內的氣壓變為負壓，即小於一個大氣壓，這樣可進一步減少缺陷，提高壓鑄件的質量與合格率。獲得負壓的方法是採用已知的真空獲得技術，在這種情況下要在輸液管上添加一個閥門，以防止在獲得負壓的過程中鎂合金熔液由於壓力差過早地進入模具型腔中。
實施例1將純鎂錠、Al、Zn和含Mn、RE等元素的中間合金等原料加熱熔煉成合格熔液後於保溫爐7中保溫。將模具預熱至280℃並將其內表面噴塗一層脫模劑，開動輸液泵8，在0.05～1MPa的壓力作用下使熔液以平穩可控的速度充型，當型腔充滿後加大輸液泵功率使之提供0.1～1MPa的壓力施加於熔液上，直至型腔中的鎂合金完成凝固。
實施例2將純鎂錠、Al、Zn和含Mn、RE等元素的中間合金等原料配料後於熔煉爐10中進行熔煉，然後通過輸液泵11將熔液轉移至保溫爐7中，將模具預熱到260℃並將其內表面噴塗一層脫模劑，通過真空泵將模具型腔內壓力降為0.05MPa，打開輸液管6上的閥門，開動輸液泵8，將鎂合金熔液以0.05～1MPa的壓力和平穩可控的速度注入模具型腔，當鎂合金熔液充滿型腔後提高輸液泵的輸出壓力至0.8MPa，直至鎂合金熔液凝固成零件。
權利要求
1.一種鎂合金輪轂壓力鑄造裝置，其特徵是包括為鎂合金熔液提供充型動力的輸液泵、澆道系統、模具、壓鑄機，澆道系統的輸液管與下模相連。
2.一種鎂合金輪轂壓力鑄造方法，其特徵是將合格的鎂合金熔液通過輸液泵驅動獲得充型動力，並以穩定可控的速度充入模具型腔，在0.1～1MPa壓力作用下凝固成形。
3.按照權利要求2所述的鎂合金輪轂壓力鑄造方法，其特徵在於用於輪轂成形的模具在壓鑄前需預熱至120～480℃。
4.按照權利要求2所述的鎂合金輪轂壓力鑄造方法，其特徵在於模具型腔內壓力在壓鑄前為1個大氣壓。
5.按照權利要求2所述的鎂合金輪轂壓力鑄造方法，其特徵在於模具型腔內壓力在壓鑄前小於1個大氣壓。
全文摘要
本發明涉及一種鎂合金輪轂壓力鑄造裝置及其方法，其包括為鎂合金熔液提供充型動力的輸液泵、澆道系統、模具、壓鑄機，澆道系統的輸液管與下模相連。壓力鑄造方法是將合格的鎂合金熔液通過輸液泵驅動獲得充型動力，並以穩定可控的速度充入模具型腔，在0.1～1MPa壓力作用下凝固成形。本發明構造合理、操作使用方便、熔液流動平穩，壓力鑄造件質量高、廢品率低，無熱裂、縮裂缺陷。
文檔編號B22D18/00GK1507970SQ0213588
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月16日 優先權日2002年12月16日
發明者馮超, 馮 超 申請人:威海萬豐鎂業科技發展有限公司