专利名称：半固态流变成型生产汽车凸轮轴盖的方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车凸轮轴盖的成型方法。
背景技术：
目前，国内的汽车凸轮轴盖生产是将浆料直接浇注在熔杯内进行压铸，见图2，导致材 料成型温度高；另外，压铸模具浇口的截面尺寸较小，对模具热冲击大，导致模具寿命短， 一套模具只能生产50000模凸轮轴盖，模具就报废了。凸轮轴盖由于其结构特点，壁厚最厚 处大于10mm，关键位置还需要进行机械加工，压铸成型后很难保证不存在大于O. 2mm的气孔 ，导致凸轮轴盖废品率较高，成品率低于60%，每个凸轮轴盖都需要采用X射线探伤来检测， 即100%检査， 一旦漏检，给安全使用造成隐患。国外的汽车凸轮轴盖生产一般采用锻造成型 ，其成本较高，造价大约是压铸的2倍，并且难以保证其内部质量和力学性能，满足不了工 作环境的要求。
发明内容
本发明的目的是为解决现有汽车凸轮轴盖的生产方法易导致材料成型温度高、对模具热 冲击大、模具寿命短，产品内存在大量气孔，满足不了工作环境要求，模具成本高、产品质 量不稳定的问题，提供一种半固态流变成型生产汽车凸轮轴盖的方法。
本发明是通过以下步骤实现的 一、坩埚预热将坩埚内腔清理干净，然后预热温度应 达到120 15(TC，将坩埚内腔表面涂刷涂料；二、熔炼铝合金将块状或条状铝合金表面清 理干净，放入坩埚里加热熔化，继续加热至液态铝合金的温度为590士5。C时，去除液态铝合 金中的表面浮渣；三、确定浇口尺寸将原有压铸模具上的浇口的截面宽度和高度共增加2 3倍；四、确定模具温度模具温度控制在180士5。C范围内；五、铺设冷却板将冷却板 l倾斜设置在熔杯2上的进料孔2-l上，冷却板l的倾斜角度a为20 30。，冷却板l通过导线 与加热装置连接，冷却板1的温度控制在536 573'C范围内；六、半固态流变成型将温度 为590士5。C的液态铝合金浇注在冷却板上，再进入熔杯中，这时的铝合金为半固态浆料，然 后，压铸机对半固态浆料进行压射成型，压射速度为0.2 0.4m/s，压射力为180 220Mpa; 七、成品取出成型的铝合金料，自然冷却后即得到汽车凸轮轴盖。
本发明的优点是 一、本发明是在液相和固相温度区间内成型的一种方法，成型温度低
于压铸温度，带入压铸模的热量少，对模具的热冲击小，因此能够提高模具的使用寿命，同等材料制造的模具可生产8 10万模。半固态浆料粘度大，充型平稳，不易巻入气体，同时固相 比例高，最高可达到60%，凝固收縮小，铸件不易有气孔、縮松，并且内部组织呈球晶状态，力 学性能好。二、本发明突破了压铸铝合金ADC12等典型共晶铸造合金不适合粥状浆料铸造的 传统观点，解决了以往压铸过程中内部存在的气孔、縮松等质量问题。三、利用本发明生产 的汽车凸轮轴盖废品率低，不需要探伤检测，提高了生产效率。
图1是具体实施方式
一的步骤五中冷却板1倾斜设置在熔杯进料孔2-1的结构示意图(图 中标记3-2为模具型腔)，图2是原有汽车凸轮轴盖生产是将浆料直接浇注在熔杯2内的结构 示意图(图中标记3-2为模具型腔)，图3是图1的I局部放大图。
具体实施例方式
具体实施方式
一结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式是通过以下步骤实现的 一、坩埚预热将坩埚内腔清理干净，然后预热温度应达到120 15(TC，将坩埚内腔表面涂 刷涂料；二、熔炼铝合金将块状或条状铝合金表面清理干净，放入坩埚里加热熔化，继续 加热至液态铝合金的温度为590士5。C时，去除液态铝合金中的表面浮渣；三、确定浇口尺寸
:将原有压铸模具3上的浇口3-l的截面宽度和高度共增加2 3倍；四、确定模具温度模具
温度控制在180士5。C范围内；五、铺设冷却板将冷却板1倾斜设置在熔杯2上的进料孔2-1 上，冷却板l的倾斜角度a为20 30。，冷却板l通过导线与加热装置连接，冷却板l的温度 控制在536 573。C范围内；六、半固态流变成型将温度为590士5。C的液态铝合金浇注在冷 却板1上，使液态铝合金一边流动一边冷却，其作用是打碎铝合金内部的枝晶，再进入熔杯2 中，这时的铝合金为半固态浆料，然后，压铸机对半固态浆料进行压射成型，压射速度为 0.2 0.4m/s，压射力为180 220Mpa;七、成品取出成型的铝合金料，自然冷却后即得到 汽车凸轮轴盖。步骤一中的涂料为油性被覆剂，油性被覆剂可以防止坩埚腐蚀；步骤一中坩 埚内腔清理干净，是为除去表面粘附的铁渣、铝渣及氧化皮等杂物；为了保证坩埚预热温度 控制的准确性，可采用日本岛电公司生产的具有比例积分微分(PID)调节功能的仪表进行 炉温控制。步骤二中的铝合金采用ADC12铝合金，ADC12铝合金是典型的铸造共晶合金，其半 固态温度区间较窄，只有570-60(TC，传统观念认为其不适合于半固态加工，因本发明方法 涉及到的冷却板l加了控温装置，提高了ADC12铝合金温度的控制精度，再加上模具温度控制 采用模温机，控制精度高，保证浆料成型时在半固态温度区间，使其成型更加顺利。步骤三 中的模具浇口截面整体均匀增加至原有模具浇口的2 3倍，可以保证充型平稳，不巻入气体 ，在保障模具的加工精度和合理的结构下，有效的提高模具的使用寿命以及制件的质量。步
4骤四中模具温度是保证成品品质的主要因素，模温由模温机控制；模温机是用比例积分微分 调节对介质进行温控，热介质流经模具内的通道，模温高时带走热量，模温低时补充热量， 使模具温度恒定在180士。C范围内。将步骤五中冷却板l的倾斜角度a控制在20 30。范围内 ，使得液态铝合金在冷却板l上滚动时，其组织充分球化，从而使铝合金的组织更加致密， 还可保证浆料呈液态颗粒状(半固态)顺利进入压室，产生足够的固相。
具体实施方式
二本实施方式的步骤三中的冷却板l的材质为紫铜。紫铜具有足够的蓄 热量和导热性，因此，冷却板l采用紫铜，使得冷却板l能快速吸收铝浆的热量并保持恒定温 度，使进入熔杯腔中的铝合金正好处于半固态状态。其它步骤与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式的步骤四中半固态浆料的温度为536 573'C。半固态浆料 在上述温度范围内是压铸成型的最佳温度。其它步骤与具体实施方式
一相同。
权利要求
1.一种半固态流变成型生产汽车凸轮轴盖的方法，其特征在于所述方法是通过以下步骤实现的一、坩埚预热将坩埚内腔清理干净，然后预热温度应达到120～150℃，将坩埚内腔表面涂刷涂料；二、熔炼铝合金将块状或条状铝合金表面清理干净，放入坩埚里加热熔化，继续加热至液态铝合金的温度为590±5℃时，去除液态铝合金中的表面浮渣；三、确定浇口尺寸将原有压铸模具(3)上的浇口(3-1)的截面宽度和高度共增加2～3倍；四、确定模具温度模具温度控制在180±5℃范围内；五、铺设冷却板将冷却板(1)倾斜设置在熔杯(2)上的进料孔(2-1)上，冷却板(1)的倾斜角度(α)为20～30°，冷却板(1)通过导线与加热装置连接，冷却板(1)的温度控制在536～573℃范围内；六、半固态流变成型将温度为590±5℃的液态铝合金浇注在冷却板(1)上，再进入熔杯(2)中，这时的铝合金为半固态浆料，然后，压铸机对半固态浆料进行压射成型，压射速度为0.2～0.4m/s，压射力为180～220Mpa；七、成品取出成型的铝合金料，自然冷却后即得到汽车凸轮轴盖。
2.根据权利要求l所述半固态流变成型生产汽车凸轮轴盖的方法，其 特征在于所述步骤三中的冷却板(1)的材质为紫铜。
3.根据权利要求l所述半固态流变成型生产汽车凸轮轴盖的方法，其 特征在于所述步骤四中半固态浆料的温度为536 573°C 。
全文摘要
半固态流变成型生产汽车凸轮轴盖的方法，它涉及一种汽车凸轮轴盖的成型方法。本发明为解决现有汽车凸轮轴盖的生产方法导致材料成型温度高、对模具热冲击大、产品内存在大量气孔、产品质量不稳定的问题。一、坩埚预热后内腔刷涂料；二、铝合金表面清理干净放入坩埚里加热至590±5℃；三、将原有压铸模具上的浇口的截面宽度和高度共增加2～3倍；四、模具温度为180±5℃；五、冷却板倾斜设在进料孔上，倾斜角度为20～30°，冷却板的温度为536～573℃；六、铝合金浇注在冷却板上，再进入熔杯中，压铸机对半固态浆料进行压射成型；七、取出成型的铝合金料，自然冷却后即得到汽车凸轮轴盖。本发明用于生产汽车凸轮轴盖。
文档编号B22D17/08GK101664795SQ20091030910
公开日2010年3月10日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者吉泽升, 王伟东, 密 赵 申请人:哈尔滨吉星机械工程有限公司