[发明专利]制造机动车底盘零件的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及制造机动车底盘零件的方法和装置，所述机动车底盘零件能承受拉伸应力、压缩应力和扭力并且具有能够在各个横截面上调整的机械强度，并且还具有高的韧性和温度稳定性，所述机动车底盘零件借助永久型铸模铸造由AlSiZnMg合金制成。

背景技术

借助重力铸造法或低压铸造法由人工老化合金制造高应力机动车底盘是公知的。人工老化合金包括例如G-AlSi₁₂、G-AlSi₁₀Mg、G-AlSi₅Mg、G-Al₃Si以及含铜合金，它们可以额外地包含钛、镁、镍或者镍和镁。

热处理取决于各个合金。

例如G-AlSi₁₀Mg在520℃至530℃进行固溶热处理并且，在3至5小时的固溶热处理之后，在20℃的水中淬火。人工老化在160℃与165℃之间的温度下进行8至10小时。与铸造热处理相关的各个合金的准确数据能够在第14版的《Aluminiumtaschenbuch》的429及其后页的7.8章中找到。

就时间和金钱而言，需要在铸造工序之后执行的多级热处理是昂贵的。成功的热处理在于，准确遵守热处理规范，以及在每种情况下使用的退火炉都必须仅允许温度上的非常小的区域差异。因为老化-硬化的条件总是施加到全部部件零件上，因此其微组织不能够最佳地适应于底盘零件经受的应力，该应力在横截面上是变化的。通常地，下面的与机械强度相关的最小值必须实现：大于160MPa的屈服强度和大于5%的应变A。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够生产重型底盘零件的简单的和具经济效益的方法以及适用于执行所述方法的铸造装置，该底盘零件的机械强度值能够在各个横截面上进行调整，并且该底盘零件具有高的韧性和温度稳定性以及低的孔隙率，使用AlSiZnMg类型的天然老化合金。

为了实现上述目的，根据专利权利要求1的方法和根据专利权利要求5的装置被提出。所述方法的优选实施例在权利要求2至4中示出，而装置权利要求6至12示出了装置权利要求5的优选的进一步的改进。

因此，用于制造能够经受拉伸-压缩应力和扭力的机动车底盘零件的本发明方法涉及影响由AlSiZnMg合金制造的铸件的机械强度、韧性和温度稳定性。

根据本发明，铝合金包含(以重量百分率计)：

Si    5-11%

Zn    4-9%

Mg    0.2-1.0%

Sr    60-500ppm

并且任选地，下面元素中的至少一种：

Mo    0.01-0.15%

B     0.001-0.010%

并且最高

Zr    0.15%

Ti    0.15%

Fe    0.30%

Cu    0.10%

以及其他的杂质

单独计最高至0.07%

总计最高至0.15%。

将该铝合金浇铸在在分段式永久型铸模，该分段式永久型铸模以壳形状的方式适应于底盘零件的轮廓，所述永久型铸模的单独段在从点状到表面状配置的区域中冷却或加热，因此生产出由铝混合晶体与具有由MgZn₂和/或Mg₃Zn₃Al₂析出形成的相干相的AlSi共晶组成的枝晶间、共晶混合晶体结构，并且在固化之后，立即将铸件从铸模中移除并且自然老化。

优选地，永久型铸模/底盘的质量比是0.9：1.2，并且共晶熔体在永久型铸模壳体中以0.01至10℃/s的冷却速率间歇性地冷却或加热，从而获得具有枝晶间地分布在AlSi共晶中的金属间相的膏状固化，由此形成AlSiZnMg混合晶体结构，其在机动车底盘零件的各个横截面上都是均匀和同一的。

为了实现熔体的晶粒细化，有利地，可以添加AlB₂、Al₃Ti和AlTiC形式的硼（B）和/或钛（Ti），并且通过对熔体的处理(除气)能够调整出小于10%的密度指数。