本發(fā)明涉及一種汽車發(fā)動機支架的制備方法，具體涉及一種鎂鋁合金汽車發(fā)動機支架的擠壓鑄造制備方法。屬于合金制造技術領域。

背景技術：

在世界汽車市場的激烈競爭中，各國都在向高質量、高可靠性、重量輕、節(jié)能、低成本方向發(fā)展。在材料方面表現(xiàn)為輕量化，用鋁合金代替部分鋼(鐵)件，以達到汽車向高質量、低成本的發(fā)展的要求；在工藝方面表現(xiàn)為科學性，用先進工藝取代傳統(tǒng)的工藝以達到提高毛坯精度，減少加工余量，減少原材料消耗，降低成本的目的。要進一步擴大鋁合金材料在汽車結構和動力總成系統(tǒng)的運用，現(xiàn)有的鋁合金鑄件的制備方法和制造工藝已難以滿足這一要求。

根據(jù)2003年的統(tǒng)計(鑄造Vol.54No.12)：我國重力和砂型鑄造的鋁鑄件占鋁鑄件總量的26.1％，壓力鑄造和低壓鑄造的鋁鑄件所占比例分別為44.53％和25.47％，而利用精確成型的擠壓鑄造工藝生產(chǎn)的鋁鑄件僅占總鑄件量的3.89％，與世界發(fā)達國家相比還有一定的差距。

目前，我國的汽車用鋁合金發(fā)動機支架鋁鑄件生產(chǎn)制造方式呈現(xiàn)以下幾種形式：砂型鑄造，重力鑄造，低壓鑄造和壓力鑄造；用這些傳統(tǒng)的工藝制造出地汽車用鋁合金發(fā)動機支架在外觀呈現(xiàn)冷隔、凹陷、裂紋等不同程度的質量問題，而在內(nèi)部往往會出現(xiàn)氣孔、縮孔、針孔等致命的缺陷，從而嚴重影響了產(chǎn)品的性能。同時，因成品率較低，資源和能源利用率低，鋁廢料再生利用率不高，環(huán)境污染嚴重等缺陷，阻礙了汽車高速的發(fā)展。經(jīng)研究表明，采用先進擠壓鑄造工藝和精確成型的擠壓鑄造方法開發(fā)的汽車用鋁合金發(fā)動機支架產(chǎn)品已超過了用其他方式生產(chǎn)同類鋁合金鑄件的水平，在國內(nèi)外還未達到此類水平。

CN 100423872 C公開了一種鋁合金汽車發(fā)動機支架的擠壓鑄造制備方法，采用鋁合金，經(jīng)集中熔化爐升溫，熔化、精煉與變質處理，然后澆鑄，模具采用一模兩腔對稱分布形式，向擠壓鑄造機料筒輸送合金液，擠壓鑄造機沖頭向發(fā)動機支架模具型腔推注合金液并增壓使鋁合金液結晶，獲得發(fā)動機支架擠壓鑄造零件，再進行固溶時效強化，得到的發(fā)動機支架力學性能優(yōu)越，其抗拉強度從大于270MPa到大于278MPa，屈服強度在92-95MPa，硬度平均值在HB93-96。該力學性能仍不能滿足實際應用的需求，有待進一步提高。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種鎂鋁合金汽車發(fā)動機支架的擠壓鑄造制備方法，所述方法簡單、能源消耗較低，得到的鎂鋁合金汽車發(fā)動機支架組織致密均勻，綜合性能好，抗拉強度在320MPa以上，屈服強度在100-110MPa，符合汽車零部件的高品質、高性能的要求。

本發(fā)明的方法具體包括如下步驟：

(1)鎂鋁合金的原料組分的重量百分比為：3.5-5.5％Si，1～2.5％Fe，0.5～2％Ti且1＜Fe/Ti＜2，0.15～0.25％Cu，0.01～0.05％Mn，10.2～15.5％Mg，Zn＜0.1％，Ni＜0.05％，Pb＜0.05％，Sn＜0.05％，其余為Al。

(2)將配制好的鎂鋁合金原料組分在烘箱中升溫到320～345℃時，同時將坩堝熔化爐升溫，在坩堝熔化爐底部撒上一層覆蓋劑，將經(jīng)過預熱的鎂鋁合金原料組分加入坩堝熔化爐內(nèi)；

(3)繼續(xù)升溫到500～600℃時，開始通入氬氣，氬氣的流量為坩堝熔化爐溶劑的5～8％/min；

(4)待鎂鋁合金原料組分完全熔化后，繼續(xù)升溫到760～780℃，轉入吊包保溫，加入用量為鎂鋁合金1.8wt％的精煉劑，用鐘罩把精煉劑壓入距坩堝底約300mm高度，并作圓周攪拌，對合金進行精煉1.5～2小時，靜置30分鐘后，除渣；

(5)撈取表面浮渣后，降溫至650-670℃的澆鑄溫度，準備澆鑄。

(6)汽車發(fā)動機固定支架鑄件模具采用一模兩腔對稱分布形式，將模具固定在350T臥式間接擠壓鑄造機上，預熱至160～180℃，然后在模具型腔內(nèi)均勻噴上一層具有隔熱、保溫作用的脫模劑，涂層厚度10～15微米，繼續(xù)加熱模具至375℃。

(7)采用機械手料勺從保溫爐向擠壓鑄造機料桶輸送合金液，擠壓鑄造機沖頭向模具型腔平穩(wěn)推進合金液、快速增壓凝固結晶，調節(jié)擠壓鑄造工藝參數(shù)為：擠壓壓力100MPa，保壓時間45s，充型速度0.5m/s，充型時間1-7s，取出鑄件，得到汽車發(fā)動機支架毛坯。

(8)將汽車發(fā)動機支架毛坯置于熱處理爐中，隨爐加溫至400℃，保溫3小時；

(9)繼續(xù)加熱至600℃，保溫9～10小時；

(10)再降溫至500℃保溫4～7小時，出爐空冷，在水溫20℃中進行淬火；再進行150～200℃×6小時的時效處理，得到鋁合金汽車發(fā)動機支架。

作為本發(fā)明所述方法的優(yōu)選技術方案，步驟(1)所述鎂鋁合金的原料組分的重量百分比為：4.5％Si，1～2％Fe，1～3％Ti且1＜Fe/Ti＜2，0.15～0.2％Cu，0.02％Mn，12～15％Mg，Zn＜0.1％，Ni＜0.05％，Pb＜0.05％，Sn＜0.05％，其余為Al。

作為本發(fā)明所述方法的進一步優(yōu)選技術方案，步驟(1)所述鎂鋁合金的原料組分的重量百分比為：4.5％Si，1.5％Fe，1％Ti，0.15％Cu，0.02％Mn，13.5％Mg，Zn＜0.1％，Ni＜0.05％，Pb＜0.05％，Sn＜0.05％，其余為Al。

優(yōu)選地，步驟(2)所述覆膜劑為NaCl和KCl的混合物。

優(yōu)選地，步驟(3)中所述氬氣的流量為坩堝熔化爐溶劑的5～8％/min。

優(yōu)選地，步驟(7)所述澆鑄溫度為655℃。

優(yōu)選地，步驟(9)所述保溫的時間為10小時。

優(yōu)選地，步驟(10)所述保溫的時間為7小時。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明通過調整鎂鋁合金的原料組分，添加合適量的Ti，控制Fe/Ti比，以及Ti與其他各元素的含量配比關系，適應性地調整制備過程中的工序以及參數(shù)控制，使得制備得到的汽車用鎂鋁合金發(fā)動機支架具有非常好的綜合性能，制品內(nèi)無氣孔、縮孔及針孔等缺陷，組織致密均勻，晶粒較細；抗拉強度在320MPa以上，屈服強度在100-110MPa。而且，本發(fā)明用擠壓鑄造工藝制造而成的汽車用鋁合金發(fā)動機支架，能提高毛坯精度，減少加工余量，實現(xiàn)資源和能源的低消耗，促使經(jīng)濟效益的提高。

具體實施方式

下面通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術方案。

實施例1

一種鎂鋁合金汽車發(fā)動機支架的擠壓鑄造制備方法，所述方法包括如下步驟：

(1)鎂鋁合金的原料組分的重量百分比為：3.5％Si，1.8％Fe，1％Ti，0.25％Cu，0.01％Mn，15.5％Mg，Zn＜0.1％，Ni＜0.05％，Pb＜0.05％，Sn＜0.05％，其余為Al。

(2)將配置好的鎂鋁合金原料組分在烘箱中升溫到320℃時，同時將坩堝熔化爐升溫，在坩堝熔化爐底部撒上一層覆蓋劑，將經(jīng)過預熱的鎂鋁合金原料組分加入坩堝熔化爐內(nèi)；

(3)繼續(xù)升溫到600℃時，開始通入氬氣，氬氣的流量為坩堝熔化爐溶劑的5％/min；

(4)待鎂鋁合金原料組分完全熔化后，繼續(xù)升溫到780℃，轉入吊包保溫，加入用量為鎂鋁合金1.8wt％的精煉劑，用鐘罩把精煉劑壓入距坩堝底約300mm高度，并作圓周攪拌，攪拌時捎帶角度上下移動，對合金進行精煉1.5小時，靜置30分鐘后，除渣；

(5)撈取表面浮渣后，降溫至670℃，準備澆注；

(6)汽車發(fā)動機固定支架鑄件模具采用一模兩腔對稱分布形式設計，工藝設計時充分考慮充型、排氣、補縮以及合金的流動性在擠壓鑄造過程中的重要性，將直澆道與樹杈型橫澆道、矩形內(nèi)澆道尺寸按一定的比例連接而成，內(nèi)澆道和溢流槽按一比一設計，其構成的金屬通道能減少金屬流動過程中的阻力，可有效地避免鑄件缺陷的發(fā)生。

將一模兩腔模具固定在350T臥式間接擠壓鑄造機的左右模架上，采用專用模具溫控裝置來控制模具溫度，首先預熱至160℃，然后在模具型腔內(nèi)均勻噴上一層具有隔熱、保溫作用的脫模劑，涂層厚度10～15微米，繼續(xù)加熱模具至375℃。

(7)采用機械手料勺從保溫爐向擠壓鑄造機料桶輸送合金液，擠壓鑄造機沖頭向模具型腔平穩(wěn)推進合金液、快速增壓凝固結晶，這時調節(jié)擠壓鑄造工藝參數(shù)為：擠壓壓力100MPa，保壓時間45s，充型速度0.5m/s，充型時間1-7s；取出鑄件，得到汽車發(fā)動機支架毛坯；

(8)將汽車發(fā)動機支架毛坯置于熱處理爐中，隨爐加溫至400℃，保溫3小時；

(9)繼續(xù)加熱至600℃，保溫10小時；

(10)再降溫至500℃保溫4小時，出爐空冷，在水溫20℃中進行淬火，將擠壓鑄造成型的支架毛坯進行固熔時效(T6)熱處理，把毛坯置于熱處理爐中，隨爐加溫2小時至520±5℃，保溫7.5小時出爐，在水溫約20℃中進行淬火；再進行150±5℃×6小時的時效處理，得到汽車用的鋁合金發(fā)動機支架。制造的發(fā)動機支架鑄件實體取樣測試，其宏觀針孔度等級為二級(參照GB10851-89)，抗拉強度大于320MPa以上，屈服強度110MPa，綜合性能有了明顯的提高。

實施例2

一種鎂鋁合金汽車發(fā)動機支架的擠壓鑄造制備方法，所述方法包括如下步驟：

(1)鎂鋁合金的原料組分的重量百分比為：5.5％Si，2％Fe，1.2％Ti，0.15％Cu，0.05％Mn，10.2％Mg，Zn＜0.1％，Ni＜0.05％，Pb＜0.05％，Sn＜0.05％，其余為Al。

(2)將配置好的鎂鋁合金原料組分在烘箱中升溫到345℃時，同時將坩堝熔化爐升溫，在坩堝熔化爐底部撒上一層覆蓋劑，將經(jīng)過預熱的鎂鋁合金原料組分加入坩堝熔化爐內(nèi)；

(3)繼續(xù)升溫到500℃時，開始通入氬氣，氬氣的流量為坩堝熔化爐溶劑的8％/min；

(4)待鎂鋁合金原料組分完全熔化后，繼續(xù)升溫到760℃，轉入吊包保溫，加入用量為鎂鋁合金1.8wt％的精煉劑，用鐘罩把精煉劑(精煉劑用量為鋁液量的1％)、晶粒細化劑壓入距坩堝底約300mm高度，并作圓周攪拌，對合金進行精煉2小時，靜置25分鐘后，除渣；

(5)撈取表面浮渣后，降溫至650℃，準備澆注；

(6)將一模兩腔模具固定在350T臥式間接擠壓鑄造機的左右模架上，采用專用模具溫控裝置來控制模具溫度，首先預熱至180℃，然后在模具型腔內(nèi)均勻噴上一層具有隔熱、保溫作用的脫模劑，涂層厚度10～15微米，繼續(xù)加熱模具至375℃。

(7)采用機械手料勺從保溫爐向擠壓鑄造機料桶輸送合金液，擠壓鑄造機沖頭向模具型腔平穩(wěn)推進合金液、快速增壓凝固結晶，這時調節(jié)擠壓鑄造工藝參數(shù)為：擠壓壓力100MPa，保壓時間45s，充型速度0.5m/s，充型時間1-7s；取出鑄件，得到汽車發(fā)動機支架毛坯；

(8)將汽車發(fā)動機支架毛坯置于熱處理爐中，隨爐加溫至400℃，保溫3小時；

(9)繼續(xù)加熱至600℃，保溫9小時；

(10)再降溫至500℃保溫7小時，出爐空冷，在水溫20℃中進行淬火，將擠壓鑄造成型的支架毛坯進行固熔時效(T6)熱處理，把毛坯置于熱處理爐中，隨爐加溫2小時至520±10℃，保溫年8小時出爐，在水溫約20℃中進行淬火；再進行150±10℃×6小時的時效處理，得到汽車用的鋁合金發(fā)動機支架。該工藝制造的發(fā)動機支架鑄件是實體取樣測試，其宏觀針孔度等級為一級(參照GB10851-89)，抗拉強度大于330MPa，屈服強度105MPa。

實施例3

一種鎂鋁合金汽車發(fā)動機支架的擠壓鑄造制備方法，所述方法包括如下步驟：

(1)鎂鋁合金的原料組分的重量百分比為：4.5％Si，1.7％Fe，1.1％Ti，0.18％Cu，0.02％Mn，13.5％Mg，Zn＜0.1％，Ni＜0.05％，Pb＜0.05％，Sn＜0.05％，其余為Al。

(2)將配置好的鎂鋁合金原料組分在烘箱中升溫到336℃時，同時將坩堝熔化爐升溫，在坩堝熔化爐底部撒上一層覆蓋劑，將經(jīng)過預熱的鎂鋁合金原料組分加入坩堝熔化爐內(nèi)；

(3)繼續(xù)升溫到550℃時，開始通入氬氣，氬氣的流量為坩堝熔化爐溶劑的6.5％/min；

(4)待鎂鋁合金原料組分完全熔化后，繼續(xù)升溫到770℃，轉入吊包保溫，加入用量為鎂鋁合金1.8wt％的精煉劑，用鐘罩把精煉劑壓入距坩堝底約300mm高度，并作圓周攪拌，拌時捎帶角度上下移動，對合金進行精煉1.8小時，靜置40分鐘后，作刮片試驗，鋁液無氣泡析出，除渣；

(5)撈取表面浮渣后，降溫至660℃，準備澆注；

(6)將一模兩腔模具固定在350T臥式間接擠壓鑄造機的左右模架上，采用專用模具溫控裝置來控制模具溫度，首先預熱至175℃，然后在模具型腔內(nèi)均勻噴上一層具有隔熱、保溫作用的脫模劑，涂層厚度10～15微米，繼續(xù)加熱模具至375℃。

(7)采用機械手料勺從保溫爐向擠壓鑄造機料桶輸送合金液，擠壓鑄造機沖頭向模具型腔平穩(wěn)推進合金液、快速增壓凝固結晶，這時調節(jié)擠壓鑄造工藝參數(shù)為：擠壓壓力100MPa，保壓時間45s，充型速度0.5m/s，充型時間1-7s；取出鑄件，得到汽車發(fā)動機支架毛坯；

(8)將汽車發(fā)動機支架毛坯置于熱處理爐中，隨爐加溫至400℃，保溫3小時；

(9)繼續(xù)加熱至600℃，保溫9.5小時；

(10)再降溫至500℃保溫3.8小時，出爐空冷，在水溫20℃中進行淬火，

將擠壓鑄造成型的支架毛坯進行固熔時效(T6)熱處理，把毛坯置于熱處理爐中，隨爐加溫2小時至520±20℃，保溫年7小時出爐，在水溫約20℃中進行淬火；再進行150±20℃×6小時的時效處理，得到汽車用的鋁合金發(fā)動機支架。該工藝制造的發(fā)動機支架鑄件是實體取樣測試，其宏觀針孔度等級為一級(參照GB10851-89)，抗拉強度大于350MPa，屈服強度102MPa。

申請人聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細方法才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。