[发明专利]一种空心薄壁铝合金控制臂金属型重力铸造工艺

说明书

一种空心薄壁铝合金控制臂金属型重力铸造工艺，它包括以下步骤：①工艺方案的选择a、浇注位置的确定：b、分型面的选择：c、采用金属型+砂芯工艺；②浇注系统设计，采用底注开放式浇注系统，保证各浇道截面积向着内浇道逐步增大，即直浇道截面积∑F直＜横浇道截面积∑F横＜内浇道截∑F内，其阻流截面设置在直浇道；本发明优点是：1、运用金属型重力倾转工艺生产中空薄壁铝合金控制臂，铸件内在质量稳定，抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度等指标符合设计要求；2、采用底注开放式浇注系统，最小阻流截面在直浇道，同时直浇道与横浇道采用带有缓流作用的鹅颈式连接，降低了充型速度，防卷气及二次氧化夹渣的效果好。

技术领域

本发明涉及机械设备领域，具体涉及一种空心薄壁铝合金控制臂金属型重力铸造工艺。

背景技术

目前，随着汽车节能减排要求不断提高，用铸铝材料取代传统钢材进行底盘结构件设计是最有效的方法之一。控制臂是底盘系统中安全性要求最高的部件，它一端连着副车架，一端连着转向节，一但失效将直接威胁乘员的生命安全，如何制造出满足刚度、强度及耐久性能好又符合轻量化要求的空心薄壁铸铝控制臂产品难度很大，国内外无成功先例借鉴。

发明内容

本发明的目的就是针对目前，随着汽车节能减排要求不断提高，用铸铝材料取代传统钢材进行底盘结构件设计是最有效的方法之一。控制臂是底盘系统中安全性要求最高的部件，它一端连着副车架，一端连着转向节，一但失效将直接威胁乘员的生命安全，如何制造出满足刚度、强度及耐久性能好又符合轻量化要求的空心薄壁铸铝控制臂产品难度很大，国内外无成功先例借鉴之不足，而提供一种空心薄壁铝合金控制臂金属型重力铸造工艺。

本发明包括以下步骤：

①工艺方案的选择

a、浇注位置的确定：

将有热结的部位向上，便于设置冒口补缩；

b、分型面的选择：

沿最大轮廓面、分型面，兼顾大的热节重要部位；

c、采用金属型+砂芯工艺，砂芯采用无机环保制作而成，砂芯结构为整体式；

②浇注系统设计，采用底注开放式浇注系统，保证各浇道截面积向着内浇道逐步增大，即直浇道截面积∑F直＜横浇道截面积∑F横＜内浇道截∑F内，其阻流截面设置在直浇道；

a、浇道设计

最小截面的计算公式为：

F直=G/K*t*√HP

=13.2/0.04*12*√31.95=4.87cm²

G-浇注重量

K-流量系数，铝合金取值0.04-0.07

t-浇注时间，

Hp-平均压头

求出圆形直浇道最小半径R12.5毫米 ，直浇道直径为φ25毫米，由此计算出浇道比为：

∑F直：∑F横：∑F内=490.6：2500：1260=1：5：2.65

b、冒口的设计

采用同时凝固的冒口补缩系统，壁厚为5-22毫米，且热节多而分散，采用冒口+水冷方式来调整模具温度，采用六个冒口和两处水冷，冒口按热节法初算并按实际经验进行修正；

式中，D为冒口直径，d为热节圆直径，H为冒口的高度；

③砂芯及排气系统设计