]铝液充满铸型后，快速增大结晶压力，在5.5s增压压力至80kPa;
[0073]步骤四，结晶保压阶段；
[0074]增压压力达到SOkPa后，开始结晶保压；
[0075]步骤五，保压后快速增压阶段；
[0076]在本发明中，改进的保压后快速增压方式进行结晶保压处理，其压力一时间曲线如图1B所示。
[0077](A)特征部位A在充型1s后开始凝固，此时以25kPa/s的速度增大结晶保压压力到380kPa；
[0078](B)特征部位B充型13s后开始凝固；
[0079](C)特征部位C充型19s后开始凝固；
[0080](D)特征部位D在充型完成后190s凝固结束，继续保压60s;
[0081]步骤六，卸压放气阶段；
[0082]经步骤五后，解除保温炉内的气体压力，使升液管和浇道口未凝固的铝液流回到保温炉。
[0083]对比实施例1
[0084]采用与实施例1相同的步骤一至步骤三，不同之处在于省略了步骤五的保压后快速增压的处理。
[0085]继步骤三后，在增压压力达到SOkPa后，开始结晶保压250s，随后解除保温炉内的气体压力，使升液管和浇道口未凝固的铝液流回到保温炉。
[0086]将实施例1和对比实施例1制得的A356合金转向节铸件，经T6热处理后，测试其抗拉强度、屈服强度和延伸率性能。
[0087]采用Instron8801型号拉伸试验机测量，对比实施例1制得的转向节的力学性能:抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为24610^、20謂?&、8.0%。
[0088]采用Instron8801型号拉伸试验机测量，实施例1制得的转向节的力学性能:抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到333MPa、287MPa、11.9 %。
[0089]通过对比可知，经本发明方法所得转向节的抗拉强度、屈服强度和延伸率提高了35.3%,42.8%和48.8%，达到了差压铸造的力学性能指标。
[0090]实施例2
[0091]汽车下控制臂，A356合金，重2.41^。浇注温度为720°(:，模具材质!113钢，模具初始温度为250°C，冷却方式为6路水冷与3路风冷组合。控制臂构形及特征部位如图2A所示。图2A的结构参考《汽车控制臂挤压铸造数值模拟及工艺优化》，作者邢志威等。
[0092]参见图2B所示的保压后快速增压方式的压力一时间曲线图，采用金属型低压铸造成型用保压后快速增压方法制备铝合金汽车底盘铸件的步骤有:
[0093]步骤一，升液阶段；
[0094]在升液压力为20kPa、升液速度为2.0kPa/s的条件下，铝液沿升液管平稳上升至铸型浇口处，并流入铸型中；
[0095]步骤二，充型阶段；
[0096]在充型压力为30kPa、充型速度为0.5kPa/s的条件下，铝液从浇口充入型腔，直至型腔全部充满；
[0097]步骤三，结晶增压阶段；
[0098]铝液充满铸型后，快速增大结晶压力，在6s增压压力至85kPa;
[0099]步骤四，结晶保压阶段；
[0100]增压压力达到85kPa后，开始结晶保压；
[0101]步骤五，保压后快速增压阶段；
[0102]在本发明中，改进的保压后快速增压方式进行结晶保压处理，其压力一时间曲线如图2B所示。
[0103](A)特征部位A在充型8s后开始凝固，此时开始以32kPa/s的速度增大结晶保压压力，直到结晶保压压力到950kPa;
[0104](B)特征部位B充型12s后开始凝固；
[0105](C)特征部位B充型17s后开始凝固；
[0106](D)特征部位D在充型完成后130s凝固结束，继续保压30s;
[0107]步骤六，卸压放气阶段；
[0108]经步骤五后解除保温炉内的气体压力，使升液管和浇道口未凝固的铝液流回到保温炉。
[0109]对比实施例2
[0110]采用与实施例2相同的步骤一至步骤三，不同之处在于省略了步骤五的保压后快速增压的处理。
[0111]继步骤三后，在增压压力达到85kPa后，开始结晶保压165s，随后解除保温炉内的气体压力，使升液管和浇道口未凝固的铝液流回到保温炉。
[0112]将实施例2和对比实施例2制得的A356合金转向节铸件，经T6热处理后，测试其抗拉强度、屈服强度和延伸率性能。
[0113]采用Instron8801型号拉伸试验机测量，对比实施例2制得的控制臂的力学性能:其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到256MPa、199MPa、8.2%。
[0114]采用Instron8801型号拉伸试验机测量，实施例2制得的控制臂的力学性能:抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到340MPa、289MPa、11.5 %。
[0115]经本发明方法处理后的控制臂的抗拉强度、屈服强度和延伸率提高了32.8%、45.2%和40.2%,达到了差压铸造的力学性能指标。
[0116]实施例3
[0117]汽车后转向节，A356合金，重2.8kg。浇注温度为720 V，模具材质H13钢，模具初始温度为350°C，冷却方式为9路水冷与3路风冷组合。转向节构形及特征部位如图1A所示。
[0118]参见图3所示的保压后快速增压方式的压力一时间曲线图，采用金属型低压铸造成型用保压后快速增压方法制备铝合金汽车底盘铸件的步骤有:
[0119]步骤一，升液阶段；
[0120]在升液压力为18kPa、升液速度为2.0kPa/s的条件下，铝液沿升液管平稳上升至铸型浇口处，并流入铸型中；
[0121]步骤二，充型阶段；
[0122]在充型压力为26kPa、充型速度为0.98kPa/s的条件下，铝液从浇口充入型腔，直至型腔全部充满；
[0123]步骤三，结晶增压阶段；
[0124]铝液充满铸型后，快速增大结晶压力，在6s增压压力至90kPa;
[0125]步骤四，结晶保压阶段；
[0126]增压压力达到90kPa后，开始结晶保压；
[0127]步骤五，保压后快速增压阶段；
[0128]在本发明中，改进的保压后快速增压方式进行结晶保压处理，其压力一时间曲线如图3所示。
[0129](A)特征部位A在充型1s后开始凝固，此时开始以6.4kPa/s的速度增大结晶保压压力到164kPa;
[0130](B)特征部位B充型13s后开始凝固；
[0131](C)特征部位C充型19s后开始凝固；
[0132](D)特征部位D在充型完成后190s凝固结束，继续保压20s。
[0133]步骤六，卸压放气阶段；
[0134]经步骤五后解除保温炉内的气体压力，使升液管和浇道口未凝固的铝液流回到保温炉。
[0135]将实施例3制得的A356合金转向节铸件，经T6热处理后，采用Instron 8801型号拉伸试验机测试其抗拉强度、屈服强度和延伸率性能:抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到3281^、281]\^及12.5%，达到了差压铸造的力学性能指标。
【主权项】
1.一种金属型低压铸造成型用保压后快速增压方法，所述金属型低压铸造至少包括有升液阶段、充型阶段、结晶增压阶段、结晶保压阶段和卸压阶段;其特征在于: 根据特征部位的凝固顺序在结晶保压阶段与卸压阶段之间增加了保压后快速增压阶段； 根据铸件结构特点和凝固顺序，设定多个特征部位，所述特征部位可以是特征部位A、特征部位B、特征部位C和特征部位D ； 所述保压后快速增压阶段的步骤为: (A)特征部位A开始凝固后，开始增大结晶保压压力到150?lOOOkPa，增压速度为10?40kPa/s； (B)特征部位B开始凝固； (C)特征部位C开始凝固； (D)特征部位D凝固结束后，继续保压10?60s后卸压。2.依据权利要求1所述的金属型低压铸造成型用保压后快速增压方法制备铝合金汽车底盘铸件，其特征在于有下列步骤: 步骤一，升液阶段； 调节升液阶段的压力为15?21kPa，升液速度为1.8?2.0kPa/s; 步骤二，充型阶段； 调节充型阶段的充型压力为25?35kPa，充型速度为0.4?1.0kPa/s，使铝液从浇口进入型腔，直至将型腔全部充满； 步骤三，结晶增压阶段； 经步骤二后使铝液完全充满铸型后，在5?7s快速增加压力至80?10kPa; 步骤四，结晶保压阶段； 在增压压力达到80?10kPa后，进入结晶保压阶段； 步骤五，保压后快速增压阶段； (A)特征部位A开始凝固时，开始增大结晶保压压力到150?lOOOkPa，增压速度为10?40kPa/s； (B)特征部位B开始凝固； (C)特征部位C开始凝固； (D)特征部位D凝固结束后，继续保压10?60s; 步骤六，卸压放气阶段； 经步骤五后，待铝合金汽车底盘铸件凝固完毕，解除保温炉内的气体压力，使升液管和浇道口未凝固的铝液流回到保温炉中。3.根据权利要求2所述的一种铝合金汽车底盘铸件金属型低压铸造成型用保压后快速增压方法，其特征在于:制得的铝合金汽车底盘铸件在模具结构和合模力不变的情况下，能够将铝合金汽车底盘铸件强度提高10?50%，延伸率提高25?50%。4.根据权利要求1或2所述的一种铝合金汽车底盘铸件金属型低压铸造成型用保压后快速增压方法，其特征在于:所述方法能够制备转向节、控制臂、副车架和轮毂支架类复杂变截面高品质铸件。
【专利摘要】本发明公开了一种铝合金汽车底盘铸件金属型低压铸造成型用保压后快速增压方法，该方法在升液、充型和结晶增压阶段，延续现有铝合金汽车底盘铸件低压铸造工艺，升液压力、充型压力和结晶增压压力控制在15～21kPa、25～35kPa和80～100kPa。在结晶保压阶段和卸压阶段之间，增加了保压后快速增压阶段。根据铸件结构特点和凝固顺序，设定多个特征部位。确定特征部位A开始凝固后，开始增大结晶保压压力到150～1000kPa，增压速度为10～40kPa/s；随后进入保压阶段，特征部位B、特征部位C及特征部位D顺序凝固，待特征部位D凝固结束后，继续保压10～60s。本发明方法使得凝固补缩效果和铸件力学性能显著提高，同时避免了铝液飞溅、铸件飞边毛刺等缺陷，显著减低了对模具结构和铸型合模力的要求。
【IPC分类】B22D18/04
【公开号】CN105598418
【申请号】CN201610131443
【发明人】张花蕊, 张虎
【申请人】北京航空航天大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年3月8日