一种用卧式挤压铸造机生产铝合金弹簧座的方法与流程

本发明涉及汽车铝合金弹簧座材料挤压铸造成形技术领域，特别涉及一种用卧式挤压铸造机生产铝合金弹簧座的方法。

背景技术：

弹簧座是汽车减震的核心零件，它位于车辆前端避震装置，与弹簧、吊轴、吊销相连，该装置通过中央弹簧在上下方向的弹性变形及减振器的作用来缓和并衰减车辆垂直方向的振动。在汽车行驶状态下，它承受着中央弹簧多变的冲击震动载荷。弹簧座的安全可靠性直接影响着整车的行驶可靠性以及旅客在旅途中的平稳、舒适程度，在汽车零部件生产中具有重要地位。属于汽车底盘件、安全件，弹簧座主要失效方式为疲劳破坏。因此对汽车弹簧座的力学性能要求非常高。传统汽车减震系统，弹簧托盘由钢板冲压而成，焊接在轮轴上即为弹簧座。现有的汽车生产弹簧托盘的生产为钢板冲压，焊接在轮轴上，同时还需配合减震弹簧、缓冲胶圈等。目前，冲压弹簧托盘生产所面临的主要问题是：该结构安装繁琐、配件性能不一致、焊接有断裂风险。随着新能源汽车发展，汽车轻量化势在必行，为了提高我国汽车零件产品创新能力和自主品牌汽车竞争力，亟需实现高性能的汽车弹簧座产业化与规模应用。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种除满足性能要求外，同时具备可靠性高、安装方便和利用率高的铝合金弹簧座的生产方法。

为实现上述目的，本发明提供的一种用卧式挤压铸造机生产铝合金弹簧座的方法，该生产方法具体如下：(1)铝液温度，选择铝合金液的浇注温度主要根据铝合金弹簧座制件壁厚和复杂程度来确定；其次还需结合合金的特性、充填速度、室温和模具温度综合考虑；(2)成型压力，压型压力的设置直接影响到产品性能。当压力设置过低时，制件会出现缩孔、疏松等缺陷；当压力设置过高，需加大压机锁模力，影响模具使用寿命、压机的寿命。(3)压射位置，低速位置及充填速度位置的计算，可根据冲头直径及浇入合金液重量，求出位置高度值，请参照以下公式：

H：浇注重量合金液高度mm；

Wt：浇注重量g；

D：冲头直径mm；

2.5：铝液密度g/cm³；

(4)充填速度，速度太高铝液在充填的过程中容易产生卷气，经过热处理后，制件表面会出现气泡；同时压力过高，铝液对模具型腔的冲蚀会降低模具寿命；为防止制件内部产生卷气、欠铸缺陷，需综合制件类型、结构、浇口比等进行计算充填速度，并根据实际生产情况进行微调。通过浇口压射速度请参照以下公式计算：

在挤压铸造实施方案中，铝合金液的浇注温度700—720℃；充填速度第一切换点(20mm处)、第二切换点(86mm处)、第三切换点(200mm处)速度均为200mm/秒，第四切换点(210mm处)、第五切换点(245mm处)速度为70mm/秒；增压阀开度50-60％；成型压力为100MPa；模具温度控制在180-230℃。

制件为获得优良的性能需经T6热处理，热处理参数为：加热到535℃保温5小时；在15秒钟之内淬火；淬后放入150℃保温炉中，保温4小时，出炉空冷。

在实施方案中，铝合金弹簧座制件的模具包括浇注部分和溢流部分；所述的浇注部分包括在料柄、在料柄上设有的内浇口和在料柄内设有的流道；所述的浇注部分利用液流流动状态和压力分布，对铝合金弹簧座制件顺利充填和顺序凝固。

内浇口的厚度大于铝合金弹簧座制件的壁厚。

浇道开设位置在铝合金弹簧座制件中部，铝合金弹簧座制件厚度在10mm-15mm，无需设横浇道；内浇口截面尺寸为φ35mm，内浇口和直浇道长度(工件至料柄长度)为35—40mm；料饼直径为80mm，料柄厚度为30—40mm。

本发明有益效果是，由现有的钢板冲压焊接件改为铝合金挤压铸造，以实现弹簧座产品的轻量化、高性能和高可靠性。用本发明生产的弹簧座本体取样性能指标为：抗拉强度≥300Mpa，屈服强度≥220Mpa，断后伸长率≥8％，这是普通压铸、低压铸造、差压铸造工艺无法达到的性能。以挤压铸造代替普通铸造、低压铸造及部分锻造，以达到提高零件可靠性，提高毛坯的精度，减少加工余量，减少原材料消耗，降低成本的目的是其必然趋势。实现了既满足性能要求又具有可靠性、安装方便和利用率高的效果。

附图说明

图1为本发明铸件树的结构示意图；

图2为本发明抽芯滑块的结构示意图。

具体实施方式

下面对发明作进一步详细的说明。

一种用卧式挤压铸造机生产铝合金弹簧座的方法，其中，该生产方法具体如下：(1)铝液7温度，选择铝合金液的浇注温度主要根据铝合金弹簧座制件壁厚和复杂程度来确定；其次还需结合合金的特性、充填速度、室温和模具温度综合考虑；(2)成型压力，压型压力的设置直接影响到产品性能；当压力设置过低时，制件会出现缩孔、缩松等缺陷；当压力设置过高，需加大压机锁模力，影响模具使用寿命，影响压机寿命。(3)压射位置，低速位置及充填速度位置的计算，可根据冲头直径及浇入合金液重量，求出位置高度值，请参照以下公式：

H：浇注重量合金液高度mm；

Wt：浇注重量g；

D：冲头直径mm；

2.5：铝液7密度g/cm³；

(4)充填速度，为防止制件内部产生卷气、欠铸缺陷，需综合制件类型、结构、浇口比等进行计算充填速度，并根据实际生产情况进行微调。通过浇口压射速度请参照以下公式计算：

铝合金液的浇注温度700—720℃；充填速度第一切换点(20mm处)、第二切换点(86mm处)、第三切换点(200mm处)速度均为200mm/秒，第四切换点(210mm处)、第五切换点(245mm处)速度为70mm/秒；增压阀开度50-60％；成型压力为100MPa；模具温度控制在180-230℃。成形后的制件热处理参数为：加热到535℃保温5小时；在15秒钟之内淬火；淬后放入150℃保温炉中，保温4小时，出炉空冷。铝合金弹簧座制件的模具包括浇注部分和溢流部分；所述的浇注部分包括在料柄5、在料柄5上设有的内浇口3和在料柄5内设有的流道；所述的浇注部分利用液流流动状态和压力分布，对铝合金弹簧座制件顺利充填和顺序凝固。内浇口3设计包含位置、形状、大小等内容。内浇口3的厚度应该大于制件的壁厚，避免产生欠铸、冷隔或疏松等缺陷。内浇口3的位置在设计时应考虑制件的结构形状、收缩变形、合金种类、挤压铸造机设备以及铸件2所要达到的性能等方面的因素，配合采用模流分析软件，分析金属铝液7流充填型腔时的流动状态，充填过程中可能出现的卷气、紊流等现象。同时还需合理布置排溢系统1。

(5)抽芯滑块6，制件中部有φ53的孔需铸出，在模具顶部设置了抽芯装置，将抽芯棒设计成3度拔模角度，此锥度有助于液流的顺利填充和压力下补缩，避免制件产生疏松、缩孔缺陷，又能满足设计要求。

抽芯滑块外形尺寸：145mm×180mm，液压抽芯油缸直径为φ100mm；滑块采用H13耐热模具钢材料，需经整体真空淬火加表面氮化处理。

根据制件形状，浇注系统只开设了直浇道和内浇口3，浇道位于铝合金弹簧座制件中部，内浇口3截面尺寸为φ35mm，大于铝合金弹簧座制件的臂厚。内浇口3和直浇道长度(工件至料柄5长度)为35—40mm；料饼直径为Φ80mm，料柄5厚度为30—40mm。

本发明在采用卧式挤压铸造机实施过程中，可生产出合格的铝合金弹簧座。具体实施方式是：将模具正确安装在挤压铸造机上，调整好模具与设备之间的配合，接好冷却水管；设定好工艺参数；使用模温机对模具进行预热，模具预热好后，挤压铸造机开始工作，一般前4件铸件用于调节模具温度，无需开启增压装置，当模具温度处在180-230℃时，按给定参数开始进行正常生产。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干调整和改进，但这些都属于本发明的保护范围。