[发明专利]一种用于生产铝合金控制臂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体地涉及一种用于生产铝合金控制臂的方法。

背景技术

汽车悬架系统是现代汽车上的重要总成，对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性有很大的影响。

控制臂作为汽车悬架系统的导向和传力元件，将作用在车轮上的各种力传递给车身，同时保证车轮按一定轨迹运动。控制臂分别通过球铰或者衬套把车轮和车身弹性地连接在一起。因以上的原因，控制臂，同时包括与之相连的衬套及球头座均应有足够的刚度、强度和使用寿命。

汽车控制臂分为前控制臂和下控制臂，前控制臂是悬架的向导和支撑，其变形会影响到车轮的定位，降低行车稳定性；下控制臂主要作用是用来支撑车身，减震器并且缓冲行驶中的震动。下控制臂与减震器和弹簧的默契配合才能构杨一套出色的悬挂总成系统。对于悬架控制臂这种曲面较为复杂的零件，目前主要采用球铁铸造工艺生产，部分高端汽车会采用铝合锻造、重力铸造或者铝合金低压铸造等工艺进行生产。球铁铸造工艺生产的悬架控制臂重量偏重，生产过程中耗能较大，表面需要进行涂装防锈处理等，这已经不符合目前车辆节能、减排、轻量化发展趋势；而铝合金锻造的悬架控制臂，由于其锻造工艺特点，适合于简单结构，造型简单的控制臂生产，这样严重制约了控制臂的造型结构优化，无法达到结构的最优化；重力铸造与低压铸造生产的控制臂由于其生产工艺的特点，无法获得较高的材料力学性能，因此也无法满足当前汽车轻量化的要求。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于生产铝合金控制臂的方法。

如无另外的说明，本发明的“含量”均指质量分数。例如，“Fe含量小于0.15％”是指Fe元素在合金中的质量分数小于0.15％。

在本发明的一个方面，提供了一种用于生产铝合金控制臂的方法，所述的方法包括以下的步骤：(A)提供ZL101铝合金，所述的ZL101铝合金中Fe含量小于0.15wt.％，Mg含量在0.38％-0.45wt.％；(B)将步骤(A)的ZL101铝合金熔融，将铝液置于铸造机的干锅式保温炉内，并且在700℃-730℃之间进行浇注；(C)铸造机合模后，在保温机和模具室内通过干燥压缩空气增压到0.2MPa-0.6MPa，然后模具室停止增压并压力保持，保温炉内再继续按照设置的压力曲线以4mbar-20mbar每秒的速度继续增压，将保温炉中的铝液缓慢填充到控制臂金属铸造模具模腔中；(D)充型完成时，模具型芯内各支路冷却水开启，冷却水温度为18℃-22℃，以6L-9L每分钟的速度对控制臂模具进行快速冷却，并且保持保温炉内的压力；(E)卸去模具室、干锅保温炉(1)与铸机中隔板(4)形成的密闭下腔的压力；以及(F)模具室打开，模具开模，取出铸件；后将铸件快速浸入30℃-45℃的水中冷却，完成控制臂的铸造生产。

在本发明优选的方面，在步骤(B)之前，铸造的模具预热至300℃-350℃。

在本发明优选的方面，在步骤(B)中，当铝液的温度低于700℃或者高于730℃时，报警并且停止浇注工作。

在本发明优选的方面，在步骤(B)中，保温炉位于铸造机中间隔板下方，控制臂铸造模具位于铸造机中间隔板上方，保温炉通过升液管与模具相连通。

在本发明优选的方面，在步骤(B)中，将控制臂模具进行压铸前预热，预热温度为300℃-350℃。

在本发明优选的方面，在步骤(B)中，当压铸开始时，模具室模腔与保温炉，上下两个空域同时增压至0.2MPa-0.6MPa，然后模具室停止增压并保压，保温炉内继续增压，从而使得保温炉内铝液经升液管流入模具型腔内。

在本发明优选的方面，在步骤(E)中，冷却开启后50s-80s后，模具室和保温炉内压力同时泄压，使得模具室和保温炉内均无压力存在。

在本发明优选的方面，在步骤(E)中，冷却开启50-80S后，模具室泄压，干锅保温炉(1)与铸机中隔板(4)形成的密闭下腔压力则继续维持，在冷却开启150s-220s后，坩埚保温炉(1)与铸机中隔板(4)形成的密闭下腔泄压。

在本发明优选的方面，在步骤(F)中，在铸件取出至入水过程中，铸件转移时间不超过30s。