镁合金轮毂旋压毛坯重力铸造成型方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。铸件的生产。铸件的生产。

【技术实现步骤摘要】
镁合金轮毂旋压毛坯重力铸造成型方法


[0001]本专利技术涉及金属铸造成型
，具体地，涉及一种镁合金轮毂旋压毛坯重力铸造成型方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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：
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中的缺陷，本专利技术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。
[0009]本专利技术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：
[0010]S1、准备镁合金轮毂旋压毛坯模具；
[0011]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；
[0012]S3、镁合金熔体注入浇包；
[0013]S4、重力铸造：所述镁合金熔体在重力的作用下填充所述镁合金轮毂旋压毛坯模具；
[0014]S5、低压力挤压：待所述镁合金熔体填充完成后，通过所述重力铸造机进行低压力挤压，挤压后进行保压，所述镁合金熔体在低压力挤压压力下凝固；
[0015]S6、开模取件：待镁合金轮毂旋压毛坯铸件完全凝固后，打开模具，取出铸件。
[0016]优选地，所述S1中，所述镁合金轮毂旋压毛坯模具包括底模、侧模、上模以及上模中心挤压杆，所述底模、侧模、上模和上模中心挤压杆配合形成模具型腔，所述浇包位于所述侧模、所述上模二者的上方，所述浇包与所述模具型腔连通，所述浇包与所述模具型腔的连通处设置有浇包堵头。
[0017]优选地，所述S2中，所述上模中心挤压杆与所述重力铸造机的上模油缸相连。
[0018]优选地，所述S2中，所述电阻加热片包括侧模上部加热片、底模中部加热片、上模外侧加热片、上模内侧加热片以及浇包加热片。
[0019]优选地，所述S2中，所述非均匀模具温度场包括：所述侧模上部350
‑
450℃、所述底模中部350
‑
450℃、所述上模外侧400
‑
500℃、所述上模内侧450
‑
550℃。
[0020]优选地，所述S2中，所述浇包的加热温度为640
‑
680℃。
[0021]优选地，所述S3中，浇注过程中采用保护气体进行保护，所述保护气体为0.1
‑
1％SF6和99
‑
99.9％CO2的混合气体。
[0022]优选地，所述S4中，打开所述浇包堵头，所述镁合金熔体在重力的作用下填充所述模具型腔。
[0023]优选地，所述S5中，通过所述重力铸造机的上模油缸推动所述上模中心挤压杆对轮毂中心安装盘进行低压力挤压，低压力挤压的挤压压力为0.2
‑
4.5MPa。
[0024]优选地，所述S5中，所述镁合金熔体充型完成之后、所述上模中心挤压杆挤压之前设置挤压等待时间，所述等待时间为10
‑
30秒。
[0025]优选地，所述S1中，所述上模中心挤压杆内部、所述侧模下部均设置有风冷通道；所述S5中，通过开启风冷对所述上模中心挤压杆、所述侧模下部进行冷却。
[0026]与现有技术相比，在本专利技术具有如下技术特征：
[0027](1)本专利技术采用模具原位加热的方式获得非均匀模具温度场；
[0028]本专利技术首次采用只对侧模上部、底模中部、上模外侧、上模内侧进行局部加热的模具原位加热措施，获得适合镁合金轮毂旋压毛坯成型的非均匀模具温度场。非均匀模具温
度场中，轮辋轮辐交界处温度最低，可以确保浇注后轮辋轮辐交界处合金液最先凝固，从而有利于消除轮辋轮辐交界处缩松缩孔、热裂纹等铸造缺陷。
[0029](2)本专利技术采用低压力挤压补缩措施；
[0030]现有铝合金轮毂旋压毛坯倾转铸造方法中，轮毂中心采用冒口补缩。本专利技术首次提出采用轮毂中心低压力挤压对轮辐、中心安装盘、轮辋轮辐交界处进行压力补缩，从而有利于消除轮毂中心安装盘、轮辐、轮辋轮辐交界处的收缩类铸造缺陷。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0032](1)本专利技术通过原位加热获得的非均匀温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镁合金轮毂旋压毛坯重力铸造成型方法，其特征在于，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(4)；S4、重力铸造：所述镁合金熔体在重力的作用下填充所述镁合金轮毂旋压毛坯模具；S5、低压力挤压：待所述镁合金熔体填充完成后，通过所述重力铸造机进行低压力挤压，挤压后进行保压，所述镁合金熔体在低压力挤压压力下凝固；S6、开模取件：待镁合金轮毂旋压毛坯铸件完全凝固后，打开模具，取出铸件。2.如权利要求1所述的镁合金轮毂旋压毛坯重力铸造成型方法，其特征在于，所述S1中，所述镁合金轮毂旋压毛坯模具包括侧模(1)、底模(2)、上模(3)以及上模中心挤压杆(8)，所述底模(1)、侧模(2)、上模(3)和上模中心挤压杆(8)配合形成模具型腔(5)，所述浇包(4)位于所述侧模(1)、所述上模(3)二者的上方，所述浇包(4)与所述模具型腔(5)连通，所述浇包(4)与所述模具型腔(5)的连通处设置有浇包堵头(18)。3.如权利要求2所述的镁合金轮毂旋压毛坯重力铸造成型方法，其特征在于，所述S2中，所述上模中心挤压杆(8)与所述重力铸造机的上模油缸相连。4.如权利要求2所述的镁合金轮毂旋压毛坯重力铸造成型方法，其特征在于，所述S2中，所述电阻加热片包括侧模上部加热片(9)、底模中部加热片(10)、上模外侧加热片(11)、上模内侧加热片(12)以及浇包加热片(13)。5.如权利要求4所述的镁合金轮毂旋压毛坯重力铸造成型方法，其特征在于，所述S2中，所述非均匀模具温度场包括：所述侧模(1)上部350

【专利技术属性】
技术研发人员：付彭怀，王迎新，林金铭，唐伟能，郑亚，王科，彭立明，胡勇，刘保良，丁文江，
申请(专利权)人：宝钢金属有限公司，
类型：发明
国别省市：