本發明涉及一種汽車,具體是一種汽車輪胎模具制造方法。
背景技術:
鋁合金為一種輕合金材料,由于材質具有較高的強度和耐大氣腐蝕的能力,成為許多機械零部件的首選材料,純鋁的密度小(ρ=2.7g/cm3),大約是鐵的1/3,熔點低(660℃),鋁是面心立方結構,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各種型材、板材,抗腐蝕性能好;但是純鋁的強度很低,退火狀態σb值約為8kgf/mm2,故不宜作結構材料。通過長期的生產實踐和科學實驗,人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁,這就得到了一系列的鋁合金。添加一定元素形成的合金在保持純鋁質輕等優點的同時還能具有較高的強度,σb值分別可達24~60kgf/mm2。這樣使得其“比強度”(強度與比重的比值σb/ρ)勝過很多合金鋼,成為理想的結構材料,廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業等方面,飛機的機身、蒙皮、壓氣機等常以鋁合金制造,以減輕自重。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接,結構重量可減輕50%以上。
鋁合金密度低,但強度比較高,接近或超過優質鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性,工業上廣泛使用,使用量僅次于鋼。一些鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機械性能,物理性能和抗腐蝕性能。。
現有的汽車輪胎模具基本都是采用鋁合金壓鑄而成,然而,在壓鑄件的生產過程中,因模具損傷(斷裂、磨損、龜裂、腐蝕、塑性變形等)而造成生產停頓和制件合格率下降越來越嚴重,造成大量人力和物力的浪費。因此,合金模具的使用壽命低,已經成為壓鑄生產成本高居不下的主要原因。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種汽車輪胎模具制造方法,以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:
一種汽車輪胎模具制造方法,包括如下步驟:A、采用CAD和CAE相結合的方法設計模具型面;B、配料:將原料按照重量比進行稱重配料,各原料的重量百分比為:AL:60~65%,Cr:5~10%,Si:2~3%,Cu:3~4%,Fe:5~9%,Mn:0.5~1.0%,Zn:1~2%,Mg:1~3%,Ni:0.5~1.0%,Sn:1.0~3.0%,Ti:0.1~0.13%,Pb:0.1~0.18%;C、熔煉:將配好的原料加入冶煉爐中,冶煉爐的溫度控制在850~900℃,完全熔化后,溫度降至650~700℃,靜止5-10min后,合金鋁液轉入保溫爐進行精煉除氣,精煉除氣時溫度控制在700~720℃,將制成后的合金鋁液提取檢測件,檢測件冷卻后進行機械性能檢測;D、壓鑄生產:將合金鋁液倒入壓鑄機內進行壓制成型,合金鋁液溫度控制在650~670℃,合金鋁液通過雙層澆道的側注式澆注方式倒入制作型腔內,制作型腔預熱至190~210℃,合金鋁液經射出后,然后預熱處理,冷卻,壓射,最后成型,預熱處理,保溫30min;利用凹模型面RP模型造金屬冷噴涂模具;首先翻制凹模的石膏反模;然后將石膏反模放入金屬模框中,用Zn-Al偽合金噴涂型面至1.5~2mm;再澆鑄背襯材料,待凝固后獲得凹模快速模具;在凹模表面敷設鉛皮,用橡皮椎敲打使鉛皮與型面貼合;噴涂、澆鑄獲得凸模成形塊;凸、凹模配合翻制壓邊圈石膏模型,同上制作反模;再噴涂、澆鑄獲得壓邊圈成形塊;在模框上焊接用于安裝和運輸的輔助結構,即完成了快速模具成型制造;E、成型后的模具巡回檢驗,整理料柄和沖孔;F、強化熱處理工藝;G、毛坯檢驗,去毛刺,餃孔,拋丸,檢驗入庫。
作為本發明進一步的方案:所述步驟精煉除氣中,采用氮氣充入爐內,除氣時間為5~8分鐘;檢測件機械性能檢測時,抗拉強度≥240Mpa,延伸率≤1,屈服強度≥140Mpa,硬度HRC≥80。
作為本發明進一步的方案:所述步驟中,預熱處理時,模具加熱至500~550℃,保溫30min,然后模具溫度降至300~350℃,保溫2~4小時,保溫時間T按下式計算:T=D*1.3min/1mm,式中的D為合金模具的最大厚度尺寸。
作為本發明進一步的方案:所述步驟中,整理料柄前對模具進行探傷測試,表面張力測試和拉力測試,受拉力強度>27KN。
作為本發明再進一步的方案:所述步驟中,將模具升溫至350~400℃,保溫0.3-0.6小時,然后在保護氣氛中分1-2次分段升溫至700~850℃,油淬后冷卻至150℃,再升溫至450~500℃,回火保溫0.5-1.5小時。
與現有技術相比,本發明的有益效果是:本發明增加了模具材料中的鉻含量,增加鉻的含量,可以提高模具鋼中鐵的電極電位,提高耐蝕性。同時合金鋁液通過雙層澆道的側注式澆注方式倒入制作型腔內,實現了平穩充型和良好的補縮效果,生產的導體鑄件同時滿足氣密性和導電性的工藝需求,使模具的使用壽命明顯提高。
具體實施方式
下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
本發明實施例中,一種汽車輪胎模具制造方法,包括如下步驟:A、采用CAD和CAE相結合的方法設計模具型面;B、配料:將原料按照重量比進行稱重配料,各原料的重量百分比為:AL:60~65%,Cr:5~10%,Si:2~3%,Cu:3~4%,Fe:5~9%,Mn:0.5~1.0%,Zn:1~2%,Mg:1~3%,Ni:0.5~1.0%,Sn:1.0~3.0%,Ti:0.1~0.13%,Pb:0.1~0.18%;C、熔煉:將配好的原料加入冶煉爐中,冶煉爐的溫度控制在850~900℃,完全熔化后,溫度降至650~700℃,靜止5-10min后,合金鋁液轉入保溫爐進行精煉除氣,精煉除氣時溫度控制在700~720℃,將制成后的合金鋁液提取檢測件,檢測件冷卻后進行機械性能檢測;D、壓鑄生產:將合金鋁液倒入壓鑄機內進行壓制成型,合金鋁液溫度控制在650~670℃,合金鋁液通過雙層澆道的側注式澆注方式倒入制作型腔內,制作型腔預熱至190~210℃,合金鋁液經射出后,然后預熱處理,冷卻,壓射,最后成型,預熱處理,保溫30min;利用凹模型面RP模型造金屬冷噴涂模具;首先翻制凹模的石膏反模;然后將石膏反模放入金屬模框中,用Zn-Al偽合金噴涂型面至1.5~2mm;再澆鑄背襯材料,待凝固后獲得凹模快速模具;在凹模表面敷設鉛皮,用橡皮椎敲打使鉛皮與型面貼合;噴涂、澆鑄獲得凸模成形塊;凸、凹模配合翻制壓邊圈石膏模型,同上制作反模;再噴涂、澆鑄獲得壓邊圈成形塊;在模框上焊接用于安裝和運輸的輔助結構,即完成了快速模具成型制造;E、成型后的模具巡回檢驗,整理料柄和沖孔;F、強化熱處理工藝;G、毛坯檢驗,去毛刺,餃孔,拋丸,檢驗入庫。所述步驟精煉除氣中,采用氮氣充入爐內,除氣時間為5~8分鐘;檢測件機械性能檢測時,抗拉強度≥240Mpa,延伸率≤1,屈服強度≥140Mpa,硬度HRC≥80。所述步驟中,預熱處理時,模具加熱至500~550℃,保溫30min,然后模具溫度降至300~350℃,保溫2~4小時,保溫時間T按下式計算:T=D*1.3min/1mm,式中的D為合金模具的最大厚度尺寸。所述步驟中,整理料柄前對模具進行探傷測試,表面張力測試和拉力測試,受拉力強度>27KN。所述步驟中,將模具升溫至350~400℃,保溫0.3-0.6小時,然后在保護氣氛中分1-2次分段升溫至700~850℃,油淬后冷卻至150℃,再升溫至450~500℃,回火保溫0.5-1.5小時。
實施例1:
一種汽車輪胎模具制造方法,包括如下步驟:A、采用CAD和CAE相結合的方法設計模具型面;B、配料:將原料按照重量比進行稱重配料,各原料的重量百分比為:AL:60%,Cr:5%,Si:2%,Cu:3%,Fe:5%,Mn:1.0%,Zn:1%,Mg:1%,Ni:0.5%,Sn:1.0%,Ti:0.1%,Pb:0.1%;C、熔煉:將配好的原料加入冶煉爐中,冶煉爐的溫度控制在850℃,完全熔化后,溫度降至650℃,靜止5min后,合金鋁液轉入保溫爐進行精煉除氣,精煉除氣時溫度控制在700℃,將制成后的合金鋁液提取檢測件,檢測件冷卻后進行機械性能檢測;D、壓鑄生產:將合金鋁液倒入壓鑄機內進行壓制成型,合金鋁液溫度控制在650℃,合金鋁液通過雙層澆道的側注式澆注方式倒入制作型腔內,制作型腔預熱至190℃,合金鋁液經射出后,然后預熱處理,冷卻,壓射,最后成型,預熱處理,保溫30min;利用凹模型面RP模型造金屬冷噴涂模具;首先翻制凹模的石膏反模;然后將石膏反模放入金屬模框中,用Zn-Al偽合金噴涂型面至1.5mm;再澆鑄背襯材料,待凝固后獲得凹模快速模具;在凹模表面敷設鉛皮,用橡皮椎敲打使鉛皮與型面貼合;噴涂、澆鑄獲得凸模成形塊;凸、凹模配合翻制壓邊圈石膏模型,同上制作反模;再噴涂、澆鑄獲得壓邊圈成形塊;在模框上焊接用于安裝和運輸的輔助結構,即完成了快速模具成型制造;E、成型后的模具巡回檢驗,整理料柄和沖孔;F、強化熱處理工藝;G、毛坯檢驗,去毛刺,餃孔,拋丸,檢驗入庫。
實施例2:
本發明汽車輪胎模具制造方法,包括如下步驟:A、采用CAD和CAE相結合的方法設計模具型面;B、配料:將原料按照重量比進行稱重配料,各原料的重量百分比為:AL:65%,Cr:10%,Si:2%,Cu:4%,Fe:9%,Mn:1.0%,Zn:2%,Mg:3%,Ni:1.0%,Sn:3.0%,Ti:0.13%,Pb:0.18%;C、熔煉:將配好的原料加入冶煉爐中,冶煉爐的溫度控制在900℃,完全熔化后,溫度降至700℃,靜止5-10min后,合金鋁液轉入保溫爐進行精煉除氣,精煉除氣時溫度控制在720℃,將制成后的合金鋁液提取檢測件,檢測件冷卻后進行機械性能檢測;D、壓鑄生產:將合金鋁液倒入壓鑄機內進行壓制成型,合金鋁液溫度控制在670℃,合金鋁液通過雙層澆道的側注式澆注方式倒入制作型腔內,制作型腔預熱至210℃,合金鋁液經射出后,然后預熱處理,冷卻,壓射,最后成型,預熱處理,保溫30min;利用凹模型面RP模型造金屬冷噴涂模具;首先翻制凹模的石膏反模;然后將石膏反模放入金屬模框中,用Zn-Al偽合金噴涂型面至2mm;再澆鑄背襯材料,待凝固后獲得凹模快速模具;在凹模表面敷設鉛皮,用橡皮椎敲打使鉛皮與型面貼合;噴涂、澆鑄獲得凸模成形塊;凸、凹模配合翻制壓邊圈石膏模型,同上制作反模;再噴涂、澆鑄獲得壓邊圈成形塊;在模框上焊接用于安裝和運輸的輔助結構,即完成了快速模具成型制造;E、成型后的模具巡回檢驗,整理料柄和沖孔;F、強化熱處理工藝;G、毛坯檢驗,去毛刺,餃孔,拋丸,檢驗入庫。所述步驟精煉除氣中,采用氮氣充入爐內,除氣時間為5分鐘;檢測件機械性能檢測時,抗拉強度=240Mpa,延伸率=1,屈服強度=140Mpa,硬度HRC=80。
對于本領域技術人員而言,顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節,而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下,能夠以其他的具體形式實現本發明。因此,無論從哪一點來看,均應將實施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定,因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。此外,應當理解,雖然本說明書按照實施方式加以描述,但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案,說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見,本領域技術人員應當將說明書作為一個整體,各實施例中的技術方案也可以經適當組合,形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。