專利名稱：采用液態模鍛工藝生產汽車空調器搖盤的方法
技術領域：
本發明涉及汽車空調器搖盤的加工方法。
背景技術：
目前，汽車空調器搖盤的生產是采用金屬型重力鑄造或金屬壓力鑄造的，該方法致使汽車空調器搖盤的力學性能差，滿足不了工作環境的要求；而用普通熱模鍛生產汽車空調器搖盤，其切削加工工序復雜，無法簡化模具結構，產品的生產周期長。
發明內容
本發明為了解決現有汽車空調器搖盤力學性能差、滿足不了工作環境的要求和加工工序復雜、模具結構復雜、產品的生產周期長的問題，提出了一種采用液態模鍛工藝生產汽車空調器搖盤的方法，解決該問題的具體技術方案如下本發明采用液態模鍛工藝生產汽車空調器搖盤的方法步驟如下步驟一、模具的設計根據汽車空調器搖盤結構、形狀、尺寸和性能要求，進行汽車空調器搖盤的凸模3、凹模6、凸模套板2、凹模套板5、上模板1和下模板8組成的液態模鍛模具的設計；步驟二、鋁合金熔煉(1)坩堝使用前，要對其進行處理，然后涂上涂料；(2)將鋁合金表面清理干凈，放入坩堝里加熱；坩堝被加熱至500～800℃時添加鋁合金坯料進行熔化；(3)鋁合金熔化后，除去液面上的浮渣；步驟三、液態模鍛過程(1)將空調器搖盤模具安裝在液壓機上，對模具進行調試；(2)模具加熱到100～150℃時，向模具型腔內噴涂潤滑劑；(3)模具加熱到220～280℃時，按模腔的容積將經步驟二熔化的鋁合金液體澆入模腔內；鋁合金液澆注時的溫度為740～790℃；(4)鋁合金液體澆入模具后，凸模以18～20mm/s的速度加壓2～7s，當壓力達到120～160MPa，壓力維持時間為30～80s；(5)取出經液態模鍛的汽車空調器搖盤并把模鍛件迅速放入砂堆里降溫；步驟四、固溶時效處理將經步驟三的液態模鍛的汽車空調器搖盤進行淬火和回火，即制得鋁合金汽車空調器搖盤。
本發明采用液態模鍛工藝生產汽車空調器搖盤的方法，可實現無切削加工、簡化模具結構、縮短生產周期，且具有減少或消除縮孔、縮松、冷隔、氣孔和裂紋等缺陷，減輕偏析，細化和改善組織和力學性能等優點。
圖1是液態模鍛工藝生產汽車空調器搖盤成型裝置的整體結構剖示圖，圖2電阻絲加熱器15的結構示意圖。
圖中1是上模板，2是凸模套板，3是凸模，4是保溫板，5是凹模套板，6是凹模，7是頂桿，8是下模板，9是螺栓，10是定位銷，11是汽車空調器搖盤，12是電阻絲，13是內層高頻瓷管，14是外層高頻瓷管，15是電阻絲加熱器。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式采用液態模鍛生產汽車空調器搖盤的工藝方法步驟如下步驟一、模具的設計與成型根據汽車空調器搖盤結構、形狀、尺寸和性能要求，進行汽車空調器搖盤凸模和凹模液態模鍛模具的設計。汽車空調器搖盤的凸模3和凹模6液態模鍛模具的設計要充分考慮模具材料、間隙、脫模斜度、排氣影響，汽車空調器搖盤的五個凹孔為傳動動力表面，加工余量放大1.0mm，脫模斜度放大3°；中心孔因裝配固定的需要，放大加工余量1.0mm，搖盤按鋁合金熱收縮量1.5％進行設計；凸模3和凹模6選用3Cr2W8V，在1130～1150℃油淬后，再經550～600℃回火1～2小時；凸模套板2、凹模套板5、上模板1和下模板8選用45號鋼，在820～840℃油淬后，再經500～540℃回火1～2小時；
步驟二、鋁合金熔煉(1)坩堝使用前，要除去粘附在表面的鐵銹、氧化渣、舊涂料層等臟物，然后涂上新涂料；(2)將鋁合金型號為4A11(LD11)表面清理干凈，放入坩堝里加熱；坩堝放在電阻爐內加熱至500～800℃時添加鋁合金坯料進行熔化；(3)鋁合金熔化后，將2號精煉熔劑均勻地撒在鋁合金液體表面上，攪拌均勻，使精煉熔劑溶入到鋁合金液體中去，靜置5～15分鐘后，除去液面上的浮渣；步驟三、液態模鍛過程(1)將汽車空調器搖盤模具安裝在液壓機或經改造的壓鑄機上；隨著模具溫度的升高，螺栓9可能產生松動，導致模具位置的偏移，容易損壞模具型腔，所以要對模具進行調試；(2)模具的加熱采用電阻絲加熱器15，考慮電阻絲12和模具之間的絕緣，采用4根Φ40mm的外層高頻瓷管14和4根Φ32mm的內層高頻瓷管13每兩根組成一對(見圖2)，電阻絲12成螺旋狀纏繞在Φ32mm的內層高頻瓷管13上，Φ32mm的內層高頻瓷管13固定在Φ40mm外層高頻瓷管14的中間，電阻絲12選用Cr20Ni80材料，直徑為1.5mm，螺旋螺距為4mm，節徑為36mm組成電阻絲加熱器15，每對之間串聯接在220V的電壓上，功率控制在3～4kW，采取此加熱器預熱速度快，易于控制；模具預熱至100～150℃時，采用潤滑劑噴涂模具型腔(潤滑劑由5％的200～300目的石墨粉，添加95％的機油，攪拌均勻，制成機油石墨潤滑劑)，噴涂涂料時保持噴涂均勻；(3)模具噴涂后繼續加熱到220～280℃時，按模腔的容積將經步驟二熔化的鋁合金液體澆入模腔內；澆注時應盡量接近模具口，降低鋁合金液流體高度，避免鋁合金液體飛濺，盛鋁合金液體容器的溫度應與鋁合金液體的溫度相近，鋁合金液體澆注時的溫度為740～790℃；(4)鋁合金液體澆入模具后，凸模3以18～20mm/s的速度加壓2～7s，當壓力達到120～160MPa，壓力維持時間為30～80s；(5)取出經液態模鍛的汽車空調器搖盤11并迅速放入砂堆里降溫；步驟四、固溶時效處理
對經步驟三得到的液態模鍛汽車空調器搖盤11在535±5℃下保溫2.5～3.5小時淬火，在175±5℃下保溫5～7小時回火，即制得鋁合金汽車空調器搖盤11。
采用本實施方式生產的汽車空調器搖盤，其力學性能指標達到σb≥280Mpa；δ≥10％；HV0.1為100～120。該搖盤在100℃的條件下進行臺架試驗1500小時無形狀尺寸變化，搖盤表面及內部無冷隔、氣孔、縮孔、裂紋等缺陷。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于步驟三中鋁合金液體的澆注溫度為740℃，模具加熱的溫度為280℃，施加的壓力為120Mpa，壓力維持時間為80s。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一和具體實施方式
二的不同點在于步驟三中鋁合金液體的澆注溫度為760℃，模具加熱的溫度為250℃，施加的壓力為140MPa，加壓維持時間為60s。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一、二、三的不同點在于步驟三中鋁合金液體的澆注溫度為790℃，模具加熱的溫度為220℃，施加的壓力為160Mpa，壓力維持時間為30s。其它步驟與具體實施方式
一相同。
權利要求
1.采用液態模鍛工藝生產汽車空調器搖盤的方法，其特征在于該方法的步驟如下步驟一、模具的設計根據汽車空調器搖盤結構、形狀、尺寸和性能要求，進行汽車空調器搖盤的凸模(3)、凹模(6)、凸模套板(2)、凹模套板(5)、上模板(1)和下模板(8)組成的液態模鍛模具的設計；步驟二、鋁合金熔煉(1)坩堝使用前，要對其進行處理，然后涂上涂料；(2)將鋁合金表面清理干凈，放入坩堝里加熱；坩堝被加熱至500～800℃時添加鋁合金坯料進行熔化；(3)鋁合金熔化后，除去液面上的浮渣；步驟三、液態模鍛過程(1)將空調器搖盤模具安裝在液壓機上，對模具進行調試；(2)模具加熱到100～150℃時，向模具型腔內噴涂潤滑劑；(3)模具加熱到220～280℃時，按模腔的容積將經步驟二熔化的鋁合金液體澆入模腔內；鋁合金液澆注時的溫度為740～790℃；(4)鋁合金液體澆入模具后，凸模以18～20mm/s的速度加壓2～7s，當壓力達到120～160MPa，壓力維持時間為30～80s；(5)取出經液態模鍛的汽車空調器搖盤并把模鍛件迅速放入砂堆里降溫；步驟四、固溶時效處理將經步驟三的液態模鍛的汽車空調器搖盤進行淬火和回火，即制得鋁合金汽車空調器搖盤。
2.根據權利要求1所述的采用液態模鍛工藝生產汽車空調器搖盤的方法，其特征在于汽車空調器搖盤的凸模(3)和凹模(6)液態模鍛模具的設計時加工余量放大1.0mm，脫模斜度放大3°；中心孔放大加工余量1.0mm，搖盤按鋁合金熱收縮量的1.5％進行設計。
3.根據權利要求1所述的采用液態模鍛工藝生產汽車空調器搖盤的方法，其特征在于凸模(3)和凹模(6)經1130～1150℃油淬后，再經550～600℃回火1～2小時；凸模套板(2)、凹模套板(5)、上模板(1)和下模板(8)經820～840℃油淬后，再經500～540℃回火1～2小時。
4.根據權利要求1所述的采用液態模鍛工藝生產汽車空調器搖盤的方法，其特征在于步驟二中的坩堝加熱采用電阻爐加熱。
5.根據權利要求1所述的采用液態模鍛工藝生產汽車空調器搖盤的方法，其特征在于步驟三中的模具加熱采用電阻絲加熱器(15)，電阻絲加熱器(15)由內層高頻瓷管(13)、外層高頻瓷管(14)、電阻絲(12)組成，電阻絲(12)成螺旋狀纏繞在內層高頻瓷管(13)的外圓表面上，內層高頻瓷管(13)固定在外層高頻瓷管(14)的中間。
6.根據權利要求1所述的采用液態模鍛工藝生產汽車空調器搖盤的方法，其特征在于步驟三中鋁合金液體的澆注溫度為740℃，模具加熱的溫度為280℃，施加的壓力為120Mpa，壓力維持時間為80s。
7.根據權利要求1所述的采用液態模鍛工藝生產汽車空調器搖盤的方法，其特征在于步驟三中鋁合金液體的澆注溫度為760℃，模具加熱的溫度為250℃，施加的壓力為140MPa，加壓維持時間為60s。
8.根據權利要求1所述的采用液態模鍛工藝生產汽車空調器搖盤的方法，其特征在于步驟三中鋁合金液體的澆注溫度為790℃，模具加熱的溫度為220℃，施加的壓力為160Mpa，壓力維持時間為30s。
全文摘要
采用液態模鍛工藝生產汽車空調器搖盤的方法，涉及汽車空調器搖盤的加工方法。解決了現有的汽車空調器搖盤力學性能差、滿足不了工作環境的要求和加工工序復雜、模具結構復雜、產品的生產周期長的問題。本發明的方法采用下列步驟1.模具的設計與成形；2.鋁合金熔煉；3.液態模鍛過程；4.固溶時效處理。本發明采用液態模鍛工藝生產汽車空調器搖盤的方法，可實現無切削加工、簡化模具結構、縮短生產周期，且具有減少或消除縮孔、縮松、冷隔、氣孔和裂紋等缺陷，減輕偏析，細化和改善組織和力學性能等優點。
文檔編號B22C7/00GK1759977SQ20051001047
公開日2006年4月19日 申請日期2005年10月25日 優先權日2005年10月25日
發明者吉澤升, 趙密, 胡茂良, 王偉東 申請人:哈爾濱理工大學