一种分级加压液态模锻铝合金发动机缸盖的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车用铝合金技术领域，具体涉及一种分级加压液态模锻铝合金发动机缸盖的制备方法。
【背景技术】
[0002]汽车发动机缸盖通常由铸铁铸造而成，但是铸铁件较重，不利于汽车轻量化的发展要求，同时散热性能不好，因此近年来逐步被铝合金取代。铝合金缸盖通常采用铸造的方法制备，铸造铝合金缸盖存在一些不足:因发动机的缸盖形状较为复杂，存在较大的形状突变和厚薄不均，受铝合金凝固特性影响，在薄厚不均处会产生裂纹；铸件要预留浇口和冒口，浇口和冒口在后续机加工中要去除，造成合金的浪费和加工机时的延长；更为严重的是，铸造铝合金缸盖的组织不均匀，最后凝固部位还存在夹渣和疏松等缺陷，造成缸盖机械性能不稳定。
[0003]目前也有用液态模锻技术制造铝合金缸盖的先例，但是液态模锻过程中，加压过早，合金在液态下成型，相当于压力铸造，丧失了液态模锻的作用，合金的力学性能不高；加压过晚，没等缸盖饱满冲型，合金便已经凝固完成，造成冲型不足，产生废品。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的问题，本发明提供一种分级加压液态模锻铝合金发动机缸盖的制备方法，目的是解决铸造铝合金缸盖易产生裂纹、材料浪费、以及组织不均匀和铸件存在缺陷等冋题，提尚缸盖的成品率，提尚缸盖的综合力学性能。
[0005]实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行:
(1)在模锻机上安装发动机缸盖的上、下模具，将下模具预热到300-320Γ，上模具预热到260-280 °C，在上、下模具内部刷脱模剂；
(2)将6063铝合金加热至740°C_760°C熔化，保温I小时进行精炼；
(3)将熔化的铝合金浇入下模内，当铝合金液温度降至680°C_690°C时进行第一次加压，加压至还差Imm铝合金液充满模具腔处停止，加压时间为5秒；
(4)当铝合金液温度降至585-650°C时，进行二次加压，铝合金液充满型腔后保压20
秒；
(5)保压结束后卸除压力，将缸盖取出进行水淬，水温为20-30°C，对铝合金缸盖进行T6热处理，得到分级加压液态模锻铝合金发动机缸盖，其抗拉强度多400MPa，延伸率彡 11.5%。
[0006]其中，所述的加压压力为2000t。
[0007]与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是:
本发明中对铝合金进行模具锻压时采用了分级加压，其中的第一次加压能够利用液态金属流动性好的特点，保证铝合金缸盖的成形，提高缸盖的成品率；第二次加压能够使合金液在糊状区受压，使合金二次流动产生的剪切力剪断合金凝固时产生的枝晶，同时产生塑性变形，消除铸造缺陷，提高合金的致密度，消除铸造时产生的热裂纹，保证缸盖有较高的综合力学性能，提高缸盖的质量稳定性。
[0008]本发明在液态模锻过程中，通过控制加压时机，使合金在液态下初步成型，再在糊状区冲型，使缸盖的组织均匀、成品率高、力学性能好。
【附图说明】
[0009]图1是本发明实施例1中制备的分级加压液态模锻铝合金发动机缸盖的金相组织图。
【具体实施方式】
[0010]为了更好地理解与实施，下面结合实施例进一步详细说明。
[0011]实施例1
本实施例的分级加压液态模锻铝合金发动机缸盖的制备方法按照以下步骤进行:
(O在模锻机上安装发动机缸盖的上、下模具，将下模具预热到300°c，上模具预热到280°C，在上、下模具内部刷脱模剂；
(2)将6063铝合金加热至750°C熔化，保温I小时进行精炼；
(3)将熔化的铝合金浇入下模内，当铝合金液温度降至690°C时进行第一次加压，加压压力为2000t，加压至还差Imm铝合金液充满模具腔处停止，加压时间为5秒；
(4)当铝合金液温度降至650°C时，进行二次加压，铝合金液充满模具型腔后保压20
秒；
(5)保压结束后卸除压力，将缸盖取出进行水淬，水温为20°C，对铝合金缸盖进行T6热处理，得到分级加压液态模锻铝合金发动机缸盖，其抗拉强度402MPa，延伸率11.5%，其金相组织图如图1所示，从图1中可以看出本实施例的铝合金发动机缸盖的金相组织均匀细致，无缺陷。
[0012]实施例2
(O在模锻机上安装发动机缸盖的上、下模具，将下模具预热到320°C，上模具预热到260°C，在上、下模具内部刷脱模剂；
(2)将6063铝合金加热至740°C熔化，保温I小时进行精炼；
(3)将熔化的铝合金浇入下模内，当铝合金液温度降至680°C时进行第一次加压，加压压力为2000t，加压至还差Imm铝合金液充满模具腔处停止，加压时间为5秒；
(4)当铝合金液温度降至585°C时，进行二次加压，铝合金液充满模具型腔后保压20
秒；
(5)保压结束后卸除压力，将缸盖取出进行水淬，水温为30°C，对铝合金缸盖进行T6热处理，得到分级加压液态模锻铝合金发动机缸盖，其抗拉强度410MPa，延伸率11.6%。
[0013]实施例3
(O在模锻机上安装发动机缸盖的上、下模具，将下模具预热到310°C，上模具预热到270°C，在上、下模具内部刷脱模剂；
(2)将6063铝合金加热至760°C熔化，保温I小时进行精炼；
(3)将熔化的铝合金浇入下模内，当铝合金液温度降至685°C时进行第一次加压，加压压力为2000t，加压至还差Imm铝合金液充满模具腔处停止，加压时间为5秒；
(4)当铝合金液温度降至600°C时，进行二次加压，铝合金液充满模具型腔后保压20
秒；
(5)保压结束后卸除压力，将缸盖取出进行水淬，水温为25°C，对铝合金缸盖进行T6热处理，得到分级加压液态模锻铝合金发动机缸盖，其抗拉强度408MPa，延伸率11.5%。
【主权项】
1.一种分级加压液态模锻铝合金发动机缸盖的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行: (1)在模锻机上安装发动机缸盖的上、下模具，将下模具预热到300-320Γ，上模具预热到260-280 °C，在上、下模具内部刷脱模剂； (2)将6063铝合金加热至740°C_760°C熔化，保温I小时进行精炼； (3)将熔化的铝合金浇入下模内，当铝合金液温度降至680°C_690°C时进行第一次加压，加压至还差Imm铝合金液充满模具腔处停止，加压时间为5秒； (4)当铝合金液温度降至585-650°C时，进行二次加压，铝合金液充满型腔后保压20秒； (5)保压结束后卸除压力，将缸盖取出进行水淬，水温为20-30°C，对铝合金缸盖进行T6热处理，得到分级加压液态模锻铝合金发动机缸盖，其抗拉强度多400MPa，延伸率彡 11.5%。2.根据权利要求1所述的所述的一种分级加压液态模锻铝合金发动机缸盖的制备方法，其特征在于所述的加压压力为2000t。
【专利摘要】本发明属于汽车用铝合金技术领域，具体涉及一种分级加压液态模锻铝合金发动机缸盖的制备方法。本发明在是对6063铝合金精炼，将熔化的铝合金浇入模具下模内，当铝合金液温度降至680℃-690℃时进行第一次加压，加压至还差1mm铝合金液充满模具腔处停止，加压时间为5秒，当铝合金液温度降至585-650℃时，进行二次加压，铝合金液充满型腔后保压20秒，保压结束后卸除压力，将缸盖取出进行水淬和热处理，得到分级加压液态模锻铝合金发动机缸盖，其抗拉强度≥400MPa，延伸率≥11.5%。本发明通过分级加压，保证了缸盖有较高的综合力学性能，提高缸盖的质量稳定性。
【IPC分类】B22D18/02
【公开号】CN105081275
【申请号】CN201510610168
【发明人】刘民, 孙跃军, 王志峰, 迟长志
【申请人】辽宁工程技术大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月23日