专利名称：一种汽车减速箱壳体及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车减速箱壳体及其制备工艺，属于汽车制造技术领域。
背景技术：
在世界汽车行业的激烈竞争中，各汽车制造商均在向高质量、高可靠性、重量轻、节能、低成本方向发展。在材料方面表现为轻量化、阻尼减震以及耐腐蚀等，用镁合金材料代替部分钢(铁)件以及铝合金，以达到汽车向高质量、低成本的发展的要求。目前，我国的汽车用减速箱壳体材料存在成品率较低，资源和能源利用率低，高温强度和抗蠕变性能不佳、耐腐蚀性能较差，无法用于应对汽车技术的日新月异的发展需要。 镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金，其特点是密度小，比强度高，弹性模量大，散热好，消震性好,承受冲击载荷能力比铝合金大,耐有机物和碱的腐蚀性能好。由于镁合金材料具有比强度、比刚度高以及阻尼减震等特点，已经成为汽车制造业的重要原材料，为满足汽车工业节能和环保的要求提供了更大的发展空间。Mg-Al系合金是铸造镁合金中应用最广的，其中的AZ系和AM系Mg-Al系合金已经在汽车工业中得到了广泛的商业化应用，这些合金不仅具有良好的铸造性还表现出优良的室温机械性能。但由于它们的高温强度和抗蠕变性能不佳、耐腐蚀性能较差，无法用于对高温蠕变性能要求高的汽车动力系统部件，一直以来都只是用作一些非关键性的汽车零部件，如方向盘，转向柱部件，仪表板，座椅和齿轮箱等，它们在汽车减速箱和发动机壳体等主要动力系统中的应用受到了很大的限制。目前开发的添加碱土元素的耐热镁合金Mg-Al-Ca(AX)系、Mg-Al-Sr (AJ)合金等存在着热裂敏感性高，合金塑性较差等缺点。添加稀土元素可以显著提高镁合金多方面性能，国内外已经进行了大量的开发与研究工作。如何选择合适的稀土元素以及添加比例，以达到最佳的工业应用价值属于现有技术急待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车减速箱壳体及其制备工艺，该汽车减速箱壳体具备优异的高温强度、塑性、抗蠕变性能和耐腐蚀性。为了解决上述的技术问题，本发明的技术方案是一种汽车减速箱壳体，其由下述原料制备而成，(重量百分比)0. 2%钇，O. 06%钛，O. 05%铈，O. 05%镧，O. 02%钐，O. 5%锌，2%
锰，其余为镁。本发明还公开了一种汽车减速箱壳体的制备工艺技术，其按照如下步骤进行
I)原料组成:(重量百分比):O. 2%钇，O. 06%钛，O. 05%铈，O. 05%镧，O. 02%钐，O. 5%锌，2%锰，其余为镁；
2)原料处理按照上述重量配比取镁金属，在氩气气体保护下，将镁金属熔化后升温至750°C，得到Mg熔体；按照上述重量配比取其它金属原料，在高能球磨罐中混合球磨3小时后，得到金属原料的混合粉末；
3)熔炼启动电阻熔炼炉，将步骤2)得到的混合粉末放入预热到350°C的坩锅中，待温度上升至700°C通入SF6和N2混合保护气体，混合气体体积比为SF6和N2=I :200 ;待加入的炉料完全熔化后，加入步骤2)得到的Mg熔体，并继续通SF6和N2混合保护气体，温度升至750°C时搅拌15分钟，然后通氩气精炼10分钟，搅拌混合均匀；静置15min后，待温度冷却至700°C即得到浇铸合金熔体；
4)准备模具汽车减速箱壳体铸件模具采用一模两腔对称分布，将一模两腔模具固定在挤压铸造机上，将模具预热至200°C，然后在模具型腔内均匀喷上一层脱模剂，继续加热模具至500°C。5)挤压铸造向挤压铸造机料桶输送步骤3)获得的浇铸合金熔体，挤压铸造机冲头向模具型腔平稳推进所述浇铸合金熔体，调节挤压铸造工艺参数为挤压压力120MPa，保压时间50s，充型速度O. 8m/s，充型时间4s，最后得到汽车减速箱壳体毛坯；
6)热处理将步骤5)获得的毛坯置于热处理炉中，随炉加温2小时至560°C，保温8小时出炉，在水温20°C中进行淬火；再进行155°C X6小时的时效处理，得到汽车减速箱壳体。
本发明技术方案带来的积极效果
I.铈镧能够除去熔炼时镁合金熔体中的杂质，达到除气精炼、净化熔体的效果。锰和钛的作用主要是提高合金的耐腐蚀性能以及提高合金强度，锰可与镁合金中铁或其他重金属元素形成化合物，使其作为熔渣被排除，从而消除铁或其他重金属元素对镁合金耐蚀性的有害影响。钇钐等合金元素加入到镁合金中可以细化合金的显微组织改善合金的力学性能提高合金的塑性变形能力，有效细化基体组织改善相的形貌和分布提高合金的综合力学性倉泛。2.本发明镁合金板件在室内放置3年，其表面不会变色，更无腐蚀；而相同条件下的AZ31制镁合金板件在室内放置I年表面已经发黑，并且开始腐蚀。很显然，与传统AZ31镁合金相比，本发明镁合金的耐腐蚀性能有了质的飞跃。3.采用发明人多年研究的工艺进行制备镁合金减速箱壳体，其中将大量金属镁和 其他少量金属分开处理工艺，提高的镁合金减速箱壳体的性能参数。下面将结合具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明，但是其不应该理解为对本发明核心创新精神的限制。
具体实施例方式实施例I
一种汽车减速箱壳体，其按照如下方法制备而成
1)原料组成:(重量百分比):O.2%钇，O. 06%钛，O. 05%铈，O. 05%镧，O. 02%钐，O. 5%锌，
2%锰，其余为镁；
2)原料处理按照上述重量配比取镁金属，在氩气气体保护下，将镁金属熔化后升温至750°C，得到Mg熔体；按照上述重量配比取其它金属原料，在高能球磨罐中混合球磨3小时后，得到金属原料的混合粉末；
3)熔炼启动电阻熔炼炉，将步骤2)得到的混合粉末放入预热到350°C的坩锅中，待温度上升至700°C通入SF6和N2混合保护气体，混合气体体积比为SF6和N2=I :200 ;待加入的炉料完全熔化后，加入步骤2)得到的Mg熔体，并继续通SF6和N2混合保护气体，温度升至750°C时搅拌15分钟，然后通氩气精炼10分钟，搅拌混合均匀；静置15min后，待温度冷却至700°C即得到浇铸合金熔体；
4)准备模具汽车减速箱壳体铸件模具采用一模两腔对称分布，将一模两腔模具固定在挤压铸造机上，将模具预热至200°C，然后在模具型腔内均匀喷上一层脱模剂，继续加热模具至500°C。5)挤压铸造向挤压铸造机料桶输送步骤3)获得的浇铸合金熔体，挤压铸造机冲 头向步骤4)准备好的模具型腔平稳推进所述浇铸合金熔体，调节挤压铸造工艺参数为挤压压力120MPa，保压时间50s，充型速度O. 8m/s，充型时间4s，最后得到汽车减速箱壳体毛坯；
6)热处理将步骤5)获得的毛坯置于热处理炉中，随炉加温2小时至560°C，保温8小时出炉，在水温20°C中进行淬火；再进行155°C X6小时的时效处理，得到汽车减速箱壳体。实施例2
去掉原料中的钇金属和钛金属，其他原料和制备工艺不变。实施例3
去掉原料中的铈金属和镧金属，其他原料和制备工艺不变。实施例4
添加I %的铝元素，其他原料和制备工艺不变。实施例5
本发明实施例I制备的减速箱壳体材料室温力学性能与AE44壳体材料的比较 表I
权利要求
1.一种汽车减速箱壳体，其特征在于，所述壳体按照如下步骤进行 1)原料组成乾，钛，铺，镧，衫，锌，猛以及镁； 2)原料处理取镁金属，在氩气气体保护下，将镁金属熔化后升温至750°C，得到Mg熔体；取其它金属原料，在高能球磨罐中混合球磨3小时后，得到金属原料的混合粉末； 3)熔炼启动电阻熔炼炉，将步骤2)得到的混合粉末放入预热到350°C的坩锅中，待温度上升至700°C通入SF6和N2混合保护气体，混合气体体积比为SF6 =N2=I :200 ;待加入的炉料完全熔化后，加入步骤2)得到的Mg熔体，并继续通SF6和N2混合保护气体，温度升至750°C时搅拌15分钟，然后通氩气精炼10分钟，搅拌混合均匀；静置15min后，待温度冷却至700°C即得到浇铸合金熔体； 4)准备模具汽车减速箱壳体铸件模具采用一模两腔对称分布，将一模两腔模具固定在挤压铸造机上，将模具预热至200°C，然后在模具型腔内均匀喷上一层脱模剂，继续加热 模具至500°C ; 5)挤压铸造向挤压铸造机料桶输送步骤3)获得的浇铸合金熔体，挤压铸造机冲头向模具型腔平稳推进所述浇铸合金熔体，调节挤压铸造工艺参数为挤压压力120MPa，保压时间50s，充型速度O. 8m/s，充型时间4s，最后得到汽车减速箱壳体毛坯； 6)热处理将步骤5)获得的毛坯置于热处理炉中，随炉加温2小时至560°C，保温8小时出炉，在水温20°C中进行淬火；再进行155°C X6小时的时效处理，得到汽车减速箱壳体。
2.如权利要求I所述的汽车减速箱壳体，其特征在于，所述步骤I)原料组成为(重量百分比)O. 2%钇，O. 06%钛，O. 05%铈，O. 05%镧，O. 02%钐，O. 5%锌，2%锰，其余为镁。
3.如权利要求2所述的汽车减速箱壳体，其特征在于，所述步骤2)原料处理为按照步骤I)中的重量配比称取镁金属，在氩气气体保护下，将镁金属熔化后升温至750°C，得到Mg熔体；按照步骤I)中的重量配比称取其它金属原料，在高能球磨罐中混合球磨3小时后，得到金属原料的混合粉末。
4.一种汽车减速箱壳体的制备方法，其特征在于，所述方法按照如下步骤进行 1)原料组成:(重量百分比):O.2%钇，O. 06%钛，O. 05%铈，O. 05%镧，O. 02%钐，O. 5%锌，2%锰，其余为镁； 2)原料处理按照上述重量配比取镁金属，在氩气气体保护下，将镁金属熔化后升温至750°C，得到Mg熔体；按照上述重量配比取其它金属原料，在高能球磨罐中混合球磨3小时后，得到金属原料的混合粉末； 3)熔炼启动电阻熔炼炉，将步骤2)得到的混合粉末放入预热到350°C的坩锅中，待温度上升至700°C通入SF6和N2混合保护气体，混合气体体积比为SF6 =N2=I :200 ;待加入的炉料完全熔化后，加入步骤2)得到的Mg熔体，并继续通SF6和N2混合保护气体，温度升至750°C时搅拌15分钟，然后通氩气精炼10分钟，搅拌混合均匀；静置15min后，待温度冷却至700°C即得到浇铸合金熔体； 4)准备模具汽车减速箱壳体铸件模具采用一模两腔对称分布，将一模两腔模具固定在挤压铸造机上，将模具预热至200°C，然后在模具型腔内均匀喷上一层脱模剂，继续加热模具至500°C ; 5)挤压铸造向挤压铸造机料桶输送步骤3)获得的浇铸合金熔体，挤压铸造机冲头向模具型腔平稳推进所述浇铸合金熔体，调节挤压铸造工艺参数为挤压压力120MPa，保压时间50s，充型速度O. 8m/s，充型时间4s，最后得到汽车减速箱壳体毛坯； 6)热处理将步骤5)获得的毛坯置于热处理炉中，随炉加温2小时至560°C，保温8小时出炉，在水温20°C中进行淬火；再进行155°C X6小时的时效处理，得到汽车减速箱壳体。
全文摘要
本发明公开了一种汽车减速箱壳体，其原料组成为，0.2%钇，0.06%钛，0.05%铈，0.05%镧，0.02%钐，0.5%锌，2%锰，其余为镁。本发明还公开了该汽车减速箱壳体的制备方法。本发明汽车减速箱壳体该汽车减速箱壳体具备优异的断裂强度、硬度、抗蠕变性能和耐腐蚀性，具备较好的市场应用价值。
文档编号C22C1/02GK102865354SQ20121039191
公开日2013年1月9日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者郭朝贵, 王守泰, 刘夫真, 王前进, 王飞 申请人:山东银光钰源轻金属精密成型有限公司