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申请/专利权人：山东金马汽车装备科技有限公司

摘要：本发明公开了一种低成本厚壁转向节的低压铸造方法，涉及转向节制造领域，具体包括转向节工艺分析、浇注系统设计、铸造过程中数值模拟的数学模型分析、初始浇注参数计算、浇注系统结构优化、铸造工艺参数优化、铸造模具设计等步骤。本发明中采用低压铸造并采用底注式浇注方式来进行转向节的生产，优化转向节对应位置的横截面比值，结合浇注系统和铸件自身数据，对低压铸造各阶段中升液压力、充型压力、增压压力、保压压力和保压时间、泄压压力和泄压时间进行精准确定，在各阶段顺利完成的情况下，来完成转向节整个低压铸造工艺，通过控制各阶段中的压力及时间，减少能源的耗损，实现低成本制造。

主权项：1.一种低成本厚壁转向节的低压铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、转向节工艺分析：利用三维软件进行不同尺寸规格转向节的建模；S2、浇注系统设计：采用底注式浇注系统对转向节进行低压铸造，其中包括内浇道设计、横浇道设计和升液管设计，利用转向节三维模型建立浇注系统模型；所述内浇道的横截面积通常情况下采用“热节圆法”计算，先初步计算出理论数值大小，公式如下： 式中，A为内浇道横截面积，单位cm2；G为铸件质量，单位g；ρ为金属液密度，单位gcm3；V为内浇道线速度，单位cms；然后再根据实际浇注经验进行数值修正，公式如下； t为充型时间，单位s；h为金属模型腔高度，单位cm；v0为升液速度，单位cms；当v≤15cms时，金属液面在模具型腔中平稳充型，不发生紊流；同时根据铸件壁厚值的大小，选取升液速度，v0的范围为1-6cms，对于壁厚较大的铸件，升液速度取较大值；所述升液管下口距离坩埚内的金属液面有50～100mm；同时考虑清理的便捷性，要求升液管内径应大于35mm；S3、铸造过程中数值模拟的数学模型分析：对其过程进行数学模型的建立，为后续数值模拟分析和缺陷预测做准备；S4、初始浇注参数计算：其中低压铸造工艺过程包括升液阶段、增压阶段、保压阶段和泄压取件阶段，对工艺过程中升液压力、充型压力、增压压力、保压压力和保压时间、泄压压力和泄压时间进行确定；所述升液阶段：即金属液在浇注系统内上升，所述升液压力的范围大于等于0.004MPa；所述充型阶段：此时铝合金金属液将充满转向节整个型腔，所述充型压力范围为0.017-0.026MPa；所述增压阶段：即铝合金金属液充满整个型腔，在压力作用下开始冷却，所述增压压力范围为0.027-0.042MPa；所述保压阶段：即铝合金金属液在此阶段凝固冷却，所述保压压力范围为0.027-0.042MPa；所述保压时间大于等于600s；所述泄压取件阶段：即转向节凝固完成后，撤去压力进行开模取件，所述泄压压力为0MPa，所述泄压时间大于等于1.5s；S5、浇注系统结构优化：对横浇道和升液管进行尺寸优化设计，将横浇道与内浇道横截面积之比选择为A横:A内＝2.4:1.6；S6、铸造工艺参数优化：对浇注温度和模具预热温度进行参数优化；S7、铸造模具设计：确定金属型模具的材料、尺寸、拔模角度、冷却系统和排气系统；所述模具的尺寸需要考虑型腔尺寸和型芯尺寸，由于转向节为实心铸件，不考虑型芯进行设计，型腔尺寸计算公式如下：L＝L01+δ；式中，L为铸件型腔尺寸，单位为mm；L0为铸件公称尺寸，单位为mm；δ为铸造合金收缩系数；δ＝kε-η·T式中，k为阻碍收缩系数，k范围小于等于1；ε为金属液线收缩率；η为金属型材料线膨胀系数；T为金属型模具预热温度，单位℃；S8、利用上述步骤，低压铸造得转向节。

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