液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法及模具和系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110142393A(43)申请公布日2019.08.20(21)申请号201910521183.4(22)申请日2019.06.17(71)申请人北京北方车辆集团有限公司地址100072北京市丰台区朱家坟五里五号(72)发明人王长顺李宏伟王延春宋旭杰王亮高金良杨海林侯增孙宇丁永利(74)专利代理机构中国兵器工业集团公司专利中心11011代理人袁孜(51)Int.Cl.B22D18/02(2006.01)B22D18/08(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法及模具和系统(57)摘要本发明提供一种液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法及模具和系统,属于液态模锻工艺成形技术领域，该工艺方法采用采用底注式充型方式，通过对成形模具温度的相对恒温控制、充型速度、挤压压力，或者保压时间的等工艺参数的有效控制，解决液态模锻轮盘总成成形过程中的缺陷问题，提高液态模锻成形零件的产品质量。实现液态模锻超轻型高强度铝合金轮盘总成成形工艺的连续化生产。CN110142393ACN110142393A权利要求书1/2页1.液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法，包括铝合金熔炼、定量浇注和挤压成形步骤，其特征在于，还包括如下几个方面：(1)浇注前，模具预热，且温度控制在300度以上；(2)液态模锻挤压充型采用底注式充型方法：液态模锻成形模具的下模之下设置与模具型腔连通的热压室，将金属液浇注于热压室，上下模具合膜，热压室下端通过活塞缓慢上顶进行上顶充型，从上模、下模之间的间隙排除气体；(3)充型速度采用0.75～0.85kg/s，通过活塞的上升速度实现；(4)活塞上顶过程中使型腔内部压强为70～80Mpa；(5)充型结束后，压强为70～80Mpa的保压时间控制范围为5～6S。2.根据权利要求1所述的液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法，其特征在于，模具也称液态模锻成形模具，包括上模、下模合模后，上模、下模配合间隙为0.20～0.23mm。3.根据权利要求1所述的液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法，其特征在于，浇注前模具预热温度控制300～320℃；在上顶充型和成形挤压温度为715～720℃，即纯化的合金液温度降低在715～720℃进行浇注和上顶充型；进行上顶充型整个过程，上模采用450t的压力；充型结束后保压时间5～6S后，冷却2～3min后顶出。4.根据权利要求1所述的液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法，其特征在于，浇注前，金属液先进行熔炼，熔炼温度740～760℃。5.根据权利要求1所述的液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法，其特征在于，模具预热后，喷涂脱模剂，之后将240～260℃的轮盘的镶铸金属耐磨圈放入模具模腔内；再浇注金属液。6.根据权利要求1所述的液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法，其特征在于，还包括后续步骤：固溶处理：温度540±3℃，保温12～14h，进行水淬，水淬的水温为20～60℃；时效处理：温度154±5℃，保温8～10h，饭后进行空冷。7.液态模锻超轻型轮盘总成成形工艺方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)铝合金熔炼：制备用于成形零件的铝合金液；(2)合金纯化：控制合金液温度在735～745℃时，对合金液进行纯化；(3)成形模具加热：对成形模具加热至300～320℃；(4)清理模具型腔：用风枪对模具型腔进行清理；(5)定量浇注：液态模锻成形模具的下模之下设置与模具型腔连通的热压室，根据设定的浇注重量和浇注速度进行浇注；(6)上顶充型：将金属液浇注于热压室，上下模具合膜，热压室下端通过活塞缓慢上顶进行上顶充型，从上模、下模之间的间隙排除气体；(7)挤压成形：使液体凝固成形，零件挤压成形的内部高压压强为70～80Mpa；(8)保压强化：保压时间范围控制在5～6s时；(9)冷却出型：保压完成后，打开模具，毛坯由顶杆顶出。8.液态模锻超轻型轮盘总成成形模具，轮盘总成液态模锻成形模具，包括上模外套(2)、上模(3)、下模外套(4)、下模(9)；上模外套(2)位于上模(3)外周，下模外套(4)位于下模(9)上端，且能够位于成形零件外周；上模外套(2)能够位于成形零件上端，且成形零件能够位于上模和下模之间的型腔内；其特征在于，2CN110142393A权利要求书2/2页还包括活塞(10)；下模(9)底部中间具有活塞孔，下模(9)活塞孔处的下部具有热压室(13)，活塞孔将热压室与型腔连通；活塞的直径与活塞孔的直径一致，热压室为圆柱形，热压室的直径与下模的活塞孔的直径一致，两者轴线一致。9.液态模锻超轻型轮盘总成成形系统，其特征在于，系统包括模具加热装置，采用电热棒插入上下模具壁内部对模具加热；模具冷却装置，用于开