一种起动机外壳铝合金液态模锻的模具制造技术

本实用新型专利技术涉及一种起动机外壳铝合金液态模锻的模具，其特征在于该模具由上模连板、上模腿、上模板、上模芯、底模芯、抽芯、底模板、顶板、模腿、油缸、电磁行程开关、冲头、空腔等十三部分组成。其优点是保温好、可成形性能好，取件方便，不仅能够简化起动机外壳的制坯工艺流程、降低成本和提高生产效率，而且还能够有效改善起动机外壳的微观组织状态，提高综合力学性能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种起动机外壳铝合金液态模锻的模具，其特征在于该模具由上模连板、上模腿、上模板、上模芯、底模芯、抽芯、底模板、顶板、模腿、油缸、电磁行程开关、冲头、空腔等十三部分组成。其优点是保温好、可成形性能好，取件方便，不仅能够简化起动机外壳的制坯工艺流程、降低成本和提高生产效率，而且还能够有效改善起动机外壳的微观组织状态，提高综合力学性能。【专利说明】一种起动机外壳铝合金液态模锻的模具
本专利技术涉及的是一种铝合金液态模锻模具，特别涉及一种用于起动机外壳铝合金液态模锻的模具，属于机械加工的
。
技术介绍
国外发达国家的汽车制造业考虑到整车轻量化、道路适应性、环境保护、加工成本等问题，对汽车起动机外壳采用铝合金材料制成。但是由于传统的铝合金压铸或重力铸造的汽车起动机外壳的力学性能指标不能适应国内道路状况要求。所以从六十年代开始国内汽车行业制造商将汽车起动机外壳材料由铝合金改为球墨铸铁，使用砂型铸造生产制造起动机外壳。其后制造的起动机外壳强度能够满足国内路况需要。但是制成的起动机单件重量大于4000克，较铝合金材质单件重量1008千克，增加总量近4倍，不能适应目前汽车轻量化要求。而且由于球墨铸铁件砂型铸造浇注系统需要保留水口、冒口，需保留较大的加工余量，存在材料利用率低，后续的切削加工的工作量大，生产成本居高不下，经济性较差等问题，同时还存在能耗较高、污染环境等问题。液态模锻是介于液态成型和固态成型之间的一种工艺，液态模锻工艺是对浇入模具内的液态金属施以较高的机械压力，使其凝固时消除铸造缺陷并产生一定塑性变形，从而获得高质量制件的一种方法。液态模锻技术不仅适用于轴对称的实心零件、杯形件、通孔件以及长轴类等厚壁零件，也适用于非轴对称、壁厚不均匀、形状复杂的零件。对于一些薄壁零件也可以用液态模锻获得很好的成形质量。它集中了这两种工艺的优点，综合了金属的韧性、成形性、导电导热性等，其强度、刚度、硬度、耐热、耐磨、耐蚀等性能指标均优于砂型铸造的球墨铸铁件。但采用液态模锻加工起动机外壳等特形产品具有一定难度，主要是零件壁薄，形体凹凸异形不规则，成形不易充满，现有技术中还没有较好地解决方法。
技术实现思路
本 申请人:针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种整体起动机铝合金外壳的液态模锻模具，在保证铝合金外壳机械性能的同时，提高材料利用率，减少后续加要的切削加工量，降低加工成本。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案:—种整体起动机招合金外壳的液态模锻模具，由上模连板、上模腿、上模板、上模芯、底模芯、抽芯、底模板、顶板、模腿、油缸、电磁行程开关、冲头、空腔等十三部分组成。具体而言包括上模及底模，上模芯环套在芯棒上并固定安装在上模板上，上模芯和底模芯内设有上冷却腔；底模的底模体及底模芯嵌套在一起并固定安装在下固定板上。模具上模连板的中央设有油缸，各部分模具通过油缸连接，油缸的行程通过电磁接近开关控制。进一步的:所述模体为两个对开的半模。由于上模芯(凹模)压入底模芯(凸模)液态金属反向挤压受力不均时会造成厚壁处产生冷隔、卷气缩孔等缺陷，为了减少这些缺陷，采用上模芯(凹模)对下模芯(凸模)直接加压。为了控制凸凹模挤压受力均匀，在模具上横连板中央装胃了油缸，油缸下端是冲头，使用行程开关控制油缸冲头，用于调整上下模板芯在铝合金液态模锻过程均匀受力。上模连板下部设置一定的空腔，便于液态金属热传速度和凝固速度保持相等。压机装置了六个油缸，分别控制模具上下部的顶板和抽芯四周的锁紧，可以实现自动合模。铝液注入模具后，按下“下行”开关，上模自动下行，下行到规定的行程位置后(上液压油缸显示7-8兆帕)，上模芯与底模芯闭合，开始通过上模具连板装置的油缸冲头对上模芯加压，保压一段时间(50s-60s)，待液锻件冷却定型后，按下“工作”键，先开左右锁紧块，再开前后模具块，上模回程上行到一定位胃，将下模顶出毛坯，上油缸回程，取下铸件。进行下一个周期循环。本专利技术的技术效果在于:本专利技术公开的一种整体起动机铝合金外壳的液态模锻模具，不仅可使起动机铝合金外壳的机械性能与模锻的起动机铝合金外壳机械性能相当，而且提高材料利用率，并可大大地减少后续加工的切削加工量，降低加工成本，同时生产出的起动机铝合金外壳重量轻，质量好，经济性更佳。目前运用液态模锻工艺制成的铝合金起动机外壳各项性能指标符合或优于国家标准；芯棒与上模芯及底模体与底模芯的分体结构，便于模具的修复和更换，提高了模具使用寿命，同时减少维修费用。同时，本专利技术提供一种起动机外壳铝合金液态模锻的模具及复合成形方法，S卩，液态模锻是将熔化的铝合金注入模具中压机开动之后，在压力作用下使铝合金在成形过程中凝固。按铝合金注入模具的方式分为上压式和下注式。本工艺采用顶注式成形。其优点是保温好、可成形性能奸，取件方便，利用压机上的油缸将工件顶出。具体而言，包括熔炼一液态模锻一均匀化一等温轧制一热处理一精整；所述熔炼为:铝合金块入炉之前将表而清理干净，用电阻炉加热，炉膛温度控制在8400C，熔化铝合金之前坩埚先预热600?700°C，保温30min，冷却到300°C，喷涂料，再升温到500?600°C装料，铝合金熔化后精炼、除气，扒去液面的浮渣；所述液态模锻为:将液态模锻模具固定于间接挤压铸造机上后，将熔炼得到的铝合金溶液定量浇注到权利要求1或2所述的液态模锻模具内，浇注温度为液相线温度以上50-80°C，加压速度为50-80mm / s，充型时间l_6s，比压为150_250MPa，并在该压力下保压(50s-60s)，得到铝合金坯；所述等温轧制为:经均匀化的坯温度为750-850°C时，采用四立柱液压机上进行等温轧制。其中，将液态模锻模具固定于间接挤压铸造机上后，并预热至100-150°C时，在液态模锻模具型腔内均匀喷上一层脱模剂，涂层厚度10-20微米，然后继续预热液态模锻模具至 200-250°C。其中，所述等温轧制中四立柱液压机的参数为:公称压力=35OOkN回程力:900kN液压工作压力:25Mpa滑块最大行程:1200mm滑块速度快下:150_ / s工作:6?15mm / s回程:100mm/s滑块开口高度:1800mm压射缸推力:1250kN压射缸拉力:1000kN压射缸行程:800mm压射速度:60?150m / s抽芯缸推力:IOOOkN抽芯缸拉力:800kN抽芯缸行程:400mm工作台面积:前后:1400mm左右:1400mm下缸推力:1200kN下缸拉力:IOOOkN下缸行程:500mm电机总功率:96.2kff机器重量:38500kg采用液态模锻制成坯，使铝合金在压力下结晶、成形并产生少量塑性变形，获得内部组织致密，品粒细小，表面光洁的优质液态模锻件。液态模锻具有以下工艺特点:I)液态模锻可以消除铸件内部的气孔、缩孔和疏松等缺陷，产生局部的塑性变形，使铸件组织致密；2)液态金属在压力下成形和凝固，使铸件与型腔壁贴合紧密，因而液态模锻件有较高的表面光洁度和尺寸精度，其级别能达到压铸件的水平；3)液态模锻件在凝固过程中，各部位处于压应力状态，有利于铸件的补缩和防止铸造裂纹的产生；4)液态模锻技术还具有工艺简单、铸件机械性能好、生产效率高、成本相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产起动机外壳的铝合金液态模锻模具，其特征在于：上模芯环套在芯棒上并固定安装在上模板上，上模芯内设有上冷却腔；底模板及底模芯嵌套在一起并固定安装在下固定板上，底模芯内设有下冷却腔；模具各部分通过油缸连接，油缸的行程通过电磁接近开关控制；在模具上模连板中央装置了油缸，油缸下端是冲头，使用电磁开关控制油缸冲头行程；采用上模芯对底模芯直接加压；上模连板下部设置一定的空腔，便于液态金属热传速度和凝固速度保持相等。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：盛军，
申请(专利权)人：莱州金雁机械制造有限公司，
类型：实用新型
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