[发明专利]一种汽车空调压缩机斜盘的铸造方法及模具

说明书

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，尤其是涉及汽车空调压缩机斜盘的铸造成形方法。

技术背景

现代汽车均配置有汽车空调，“结构紧凑、重量轻、效率高、功耗低、可靠性好、制冷效果好”一直是汽车空调发展的目标。空调压缩机对于空调的性能好坏起着非常关键的作用，目前，在汽车空调上广泛应用的是斜盘式空调压缩机。由于使用中空调压缩机的转速高(正常情况下4000～5000rpm，最高达7000rpm)，因此对于斜盘式空调压缩机的关键零部件---斜盘有较高的要求。性能优越的斜盘不仅重量轻，而且有高的强度和耐磨性，以适应长期高速运转和恶劣的工作条件，提高空调的可靠性和延长使用寿命。

斜盘的材质主要有铸铁和铝合金。铸铁斜盘件与目前的轿车轻量化发展趋势背道而弛，且铸铁斜盘存在压缩机功效低，能耗大的缺点。因此，铸铁斜盘已逐渐退出轿车空调市场，而铝合金斜盘则成为当前斜盘式空调压缩机的首选和主要来源。

市场调研发现，目前铝合金斜盘采用热模锻成形，材质主要为A390合金。A390合金是过共晶的Al-Si-Cu合金。发表于《住友轻金属技术报告》1997年第38卷第一期的文献“汽车用铝合金的发展动向”在第53-71页(自動車用アルミニウム合金の動向，住友軽金属技報，38(1997)，1：53-71)介绍了10缸双向斜盘式定排量压缩机，其压缩机的斜盘采用过共晶A390合金，热模锻成形后经T6热处理提高斜盘的强度和硬度。采用热模锻成形方法生产斜盘主要存在以下缺点：1)需用定制的A390连铸坯料，并经定量切割，以保证每一件锻造后斜盘重量及尺寸不能超差。2)料坯须加热至350～500℃范围内方可进行成形，耗能大，成本增加。3)高硅铝合金的塑性变形小，热模锻成形时锻件容易产生裂纹缺陷，导致成品率降低。4)热锻造成形时需要的锻造力大，所需设备的投资高，并且模具寿命短。

中国专利文献“一种汽车空调压缩机铝斜盘的制造方法”(申请号200710026654.1，公开号CN101011732A)，采用了挤压铸造或称液态模锻的方法制造汽车空调压缩机的铝合金斜盘件，其合金成分接近于A390。该专利申请文件中所描述的铝合金斜盘制造方法主要存在如下问题：1)挤压铸造或液态模锻斜盘时，料筒内的铝合金料，包括筒壁凝固形成的硬壳、涂料、氧化皮等全部进入铸件型腔，成形后铸件内部容易形成夹杂缺陷，机加工后的零件成品率低。2)充型流动不畅，容易形成冷隔，且热处理后铸件底部容易起泡，废品率高。若需消除热处理起泡，须采用抽真空的方法，额外增加了操作工序，且铸件整体质量波动大，不稳定。3)挤压生产时，只能做到一模一件，生产效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车空调压缩机用斜盘的铸造方法，制造出内部夹杂物含量少，结构致密的优质铝合金斜盘。本发明的目的还在于提供实施上述铸造方法的模具。

汽车空调压缩机用斜盘的铸造方法，具体为：

1)对待处理的铝合金料作熔化处理，得到熔液；

2)将熔液注入预热后的模具料室，合模；

3)向料室内熔液施加挤压压力，使得熔液通过浇道从侧面平稳流入型腔；

4)熔液充满型腔后，从型腔垂直方向的一端向熔液施加保压压力，使得熔液凝固后得到的铸件致密；

5)在熔液完全凝固前从型腔垂直方向的另一端向熔液的中心处施加补缩压力，消除凝固后的铸件中心处的缩松；

6)补缩压力维持4～10s后，取消该压力；

7)待浇道与型腔交接处熔液凝固后取消料室内的挤压压力；

8)型腔中的熔液完全凝固后取消型腔的保压压力；

9)开模取出铸件。

上述铸造方法使用的模具，包括动模型板5贴合在定模型板4的上表面，定模型板4内设有料室2，挤压冲头1位于料室2内；其特征在于，定模型板4与动模型板5的接触面处设有浇道7和型腔9，浇道7的一端与料室2连通，浇道7的另一端与型腔9的侧壁连通，型腔9的顶部和底部各设置一通道，两通道内均设有冲头，两冲头远离型腔9的一端各自连接一个加压油缸。

本发明具有以下技术效果：(1)在料室中当挤压冲头上挤，干净熔液通过浇道平稳流入型腔，而硬壳、涂料、氧化皮等杂质会残留在料室内，从而使得铸件内部夹杂物含量减少，表面质量及外形尺寸精度高；(2)通过向型腔顶端和底端施加补缩压力，保证铸件致密。(3)通过控制从浇道流入到型腔内的熔液流动速度及型腔排气，保证流动平稳，不卷气，铸件热处理不起泡。

附图说明

图1为本发明的铝合金斜盘铸造模具结构示意图；