一种高强度铝合金轮毂的铸造工艺制造技术

本发明专利技术属于汽车铝合金轮毂加工技术领域，具体涉及一种高强度铝合金轮毂的铸造工艺，包括造型、铝合金熔液制备、浇注和时效处理。本发明专利技术相比现有技术具有以下优点：本发明专利技术中通过对砂型制备原料及条件进行控制，使其更容易达到浇注平均，缩短浇注时间，浇注完成后时效处理，改变了铝合金轮毂晶体结构，提高了致密度，细化了组织晶粒度，提高了其硬度，强度和延伸率都有显著提高，有助于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度铝合金轮毂的铸造工艺
本专利技术属于汽车铝合金轮毂加工
，具体涉及一种高强度铝合金轮毂的铸造工艺。
技术介绍
随着社会的发展，汽车已成为人们出行不可或缺的交通工具，汽车轮毂作为汽车中重要的配件，其质量不仅仅影响汽车的美观，而且会影响汽车的安全，铝合金轮毂由于具有重量轻、强度大、制动平衡性能好、精度高、导热性好、汽车油耗低等许多优点，已经被广泛应用于汽车轮毂制造领域，尽管铝合金轮毂的性能要比钢质轮毂好很多，但是铝合金成分以及铸造工艺的差异也使得铝合金轮毂的性能差距颇大，目前，市场上主要的铝合金轮毂产品中普遍存在镁、铁、锌含量多，熔炼中容易出现烧损，且材料质地脆、易断裂；而硅含量多，熔点低，抗拉强度达不到要求，为了满足人们对汽车轮毂性能越来越高的要求，如何提高铝合金轮毂的强度、硬度和塑性等也成为了铝合金轮毂开发的新的挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种高强度铝合金轮毂的铸造工艺。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种高强度铝合金轮毂的铸造工艺，包括以下步骤：（1）造型：将型砂按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下磨具，通过射芯机将型砂压满模型内，型砂在温度为120-160℃的条件下加固得到砂型；其中型砂包括以下重量份的原料：硅砂28-34份、石灰石砂12-18份、莫来石砂6-10份、硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂6-8份、芒硝1-2份、烟杆灰2-5份、水16-18份；（2）铝合金熔液制备：将原料在电炉中熔炼，在1250-1350℃的条件下熔炼3-4小时，所得铝合金溶液包括以下重量百分比的组分：铁0.16-0.24%、碳0.22-0.28%、磷0.03-0.05%、硫0.08-0.12%、锰2.65-3.85%、硅0.42-0.56%、镍0.08-0.16%、铬1.2-1.6%、镧0.8-1.2%、铜0.4-0.8%，余量为铝；（3）浇注：将上述铝合金溶液在温度为1050-1250℃的条件下进行浇注，浇注完成后降温至320-360℃取出轮毂；（4）时效处理：将所得轮毂在320-360℃保温50-60分钟，然后升温至600-800℃，保温1-2小时，降温至450-500℃保温20-30分钟，再升温至820-880℃，保温10-15分钟，再快速降温至300℃，保温30-40分钟后，自然冷却，对产品进行抛光、打磨得到成品。作为对上述方案的进一步改进，所述砂型包括3-4个浇口。作为对上述方案的进一步改进，所述型砂的制备方法为：将硅砂、石灰石砂、莫来石砂中加入水，搅拌均匀后加热至温度为80-90℃，在搅拌过程中加入硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂，搅拌至混合均匀后将至常温加入芒硝和烟杆灰搅拌均匀得到型砂。作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（3）中浇注时间少于5分钟。作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（4）中快速降温的降温速度为5-6℃/s。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术中通过对砂型制备原料及条件进行控制，使其更容易达到浇注平均，缩短浇注时间，浇注完成后时效处理，改变了铝合金轮毂晶体结构，提高了致密度，细化了组织晶粒度，提高了其硬度，强度和延伸率都有显著提高，有助于推广使用。具体实施方式实施例1一种高强度铝合金轮毂的铸造工艺，包括以下步骤：（1）造型：将型砂按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下磨具，通过射芯机将型砂压满模型内，型砂在温度为140℃的条件下加固得到砂型；其中型砂包括以下重量份的原料：硅砂32份、石灰石砂15份、莫来石砂8份、硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂7份、芒硝1.5份、烟杆灰4份、水17份；（2）铝合金熔液制备：将原料在电炉中熔炼，在1300℃的条件下熔炼3.5小时，所得铝合金溶液包括以下重量百分比的组分：铁0.2%、碳0.25%、磷0.04%、硫0.1%、锰3.05%、硅0.49%、镍0.12%、铬1.4%、镧1%、铜0.6%，余量为铝；（3）浇注：将上述铝合金溶液在温度为1150℃的条件下进行浇注，浇注时间为3.5分钟，浇注完成后降温至340℃取出轮毂；（4）时效处理：将所得轮毂在340℃保温55分钟，然后升温至700℃，保温1.5小时，降温至480℃保温25分钟，再升温至850℃，保温12分钟，再快速降温至300℃，快速降温的降温速度为5.5℃/s，保温35分钟后，自然冷却，对产品进行抛光、打磨得到成品。其中，所述砂型包括4个浇口；所述型砂的制备方法为：将硅砂、石灰石砂、莫来石砂中加入水，搅拌均匀后加热至温度为85℃，在搅拌过程中加入硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂，搅拌至混合均匀后将至常温加入芒硝和烟杆灰搅拌均匀得到型砂。本实施例中检测产品性能，得到布氏硬度为81，抗拉强度为315MPa，延伸率为8.2%。实施例2一种高强度铝合金轮毂的铸造工艺，包括以下步骤：（1）造型：将型砂按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下磨具，通过射芯机将型砂压满模型内，型砂在温度为1250℃的条件下加固得到砂型；其中型砂包括以下重量份的原料：硅砂28份、石灰石砂12份、莫来石砂10份、硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂6份、芒硝2份、烟杆灰2份、水18份；（2）铝合金熔液制备：将原料在电炉中熔炼，在1250℃的条件下熔炼4小时，所得铝合金溶液包括以下重量百分比的组分：铁0.16%、碳0.22%、磷0.03%、硫0.08%、锰2.65%、硅0.56%、镍0.08%、铬1.6%、镧0.8%、铜0.4%，余量为铝；（3）浇注：将上述铝合金溶液在温度为1050℃的条件下进行浇注，浇注时间为3分钟，浇注完成后降温至360℃取出轮毂；（4）时效处理：将所得轮毂在320℃保温60分钟，然后升温至800℃，保温2小时，降温至500℃保温30分钟，再升温至820℃，保温10分钟，再快速降温至300℃，快速降温的降温速度为6℃/s，保温30分钟后，自然冷却，对产品进行抛光、打磨得到成品。其中，所述砂型包括4个浇口；所述型砂的制备方法为：将硅砂、石灰石砂、莫来石砂中加入水，搅拌均匀后加热至温度为90℃，在搅拌过程中加入硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂，搅拌至混合均匀后将至常温加入芒硝和烟杆灰搅拌均匀得到型砂。本实施例中检测产品性能，得到布氏硬度为82，抗拉强度为317MPa，延伸率为8.5%。实施例3一种高强度铝合金轮毂的铸造工艺，包括以下步骤：（1）造型：将型砂按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下磨具，通过射芯机将型砂压满模型内，型砂在温度为160℃的条件下加固得到砂型；其中型砂包括以下重量份的原料：硅砂34份、石灰石砂18份、莫来石砂6份、硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂8份、芒硝1份、烟杆灰5份、水16份；（2）铝合金熔液制备：将原料在电炉中熔炼，在1350℃的条件下熔炼3小时，所得铝合金溶液包括以下重量百分比的组分：铁0.24%、碳0.28%、磷0.05%、硫0.12%、锰3.85%、硅0.42%、镍0.16%、铬1.2%、镧1.2%、铜0.8%，余量为铝；（3）浇注：将上述铝合金溶液在温度为1250℃的条件下进行浇注，浇注时间为4分钟，浇注完成后降温至320℃取出轮毂；（4）时效处理：将所得轮毂在360℃保温50分钟，然后升温至600℃，保温1小时，降温至450℃保温20分钟，再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度铝合金轮毂的铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）造型：将型砂按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下磨具，通过射芯机将型砂压满模型内，型砂在温度为120‑160℃的条件下加固得到砂型；其中型砂包括以下重量份的原料：硅砂28‑34份、石灰石砂12‑18份、莫来石砂6‑10份、硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂6‑8份、芒硝1‑2份、烟杆灰2‑5份、水16‑18份；（2）铝合金熔液制备：将原料在电炉中熔炼，在1250‑1350℃的条件下熔炼3‑4小时，所得铝合金溶液包括以下重量百分比的组分：铁0.16‑0.24%、碳0.22‑0.28%、磷0.03‑0.05%、硫0.08‑0.12%、锰2.65‑3.85%、硅0.42‑0.56%、镍0.08‑0.16%、铬1.2‑1.6%、镧0.8‑1.2%、铜0.4‑0.8%，余量为铝；（3）浇注：将上述铝合金溶液在温度为1050‑1250℃的条件下进行浇注，浇注完成后降温至320‑360℃取出轮毂；（4）时效处理：将所得轮毂在320‑360℃保温50‑60分钟，然后升温至600‑800℃，保温1‑2小时，降温至450‑500℃保温20‑30分钟，再升温至820‑880℃，保温10‑15分钟，再快速降温至300℃，保温30‑40分钟后，自然冷却，对产品进行抛光、打磨得到成品。...

【技术特征摘要】
1.一种高强度铝合金轮毂的铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）造型：将型砂按照铸件图纸尺寸要求设计制模，模具包括上模具和下磨具，通过射芯机将型砂压满模型内，型砂在温度为120-160℃的条件下加固得到砂型；其中型砂包括以下重量份的原料：硅砂28-34份、石灰石砂12-18份、莫来石砂6-10份、硅氧烷接枝改性丙烯酸树脂6-8份、芒硝1-2份、烟杆灰2-5份、水16-18份；（2）铝合金熔液制备：将原料在电炉中熔炼，在1250-1350℃的条件下熔炼3-4小时，所得铝合金溶液包括以下重量百分比的组分：铁0.16-0.24%、碳0.22-0.28%、磷0.03-0.05%、硫0.08-0.12%、锰2.65-3.85%、硅0.42-0.56%、镍0.08-0.16%、铬1.2-1.6%、镧0.8-1.2%、铜0.4-0.8%，余量为铝；（3）浇注：将上述铝合金溶液在温度为1050-1250℃的条件下进行浇注，浇注完成后降温至320-360...

【专利技术属性】
技术研发人员：文有余，
申请(专利权)人：宁国市润丰金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34