技術領域
本發明屬于變速箱結構支架技術領域，具體涉及一種汽車用鎂合金變速箱結構支架的生產工藝。
背景技術：
現有技術中，汽車輕量化的需求在逐步增加，在汽車零部件領域目前很多鋼結構件被鋁合金取代，但仍不能滿足輕量化的需求。
鎂合金是一種比重低，重量為鋼材的1/4、鋁合金的2/3，但強度僅次于鋁合金的材料，鑄造性能好，回收成本低，屬于綠色環保材料。
由于鎂合金冷卻快的特性，普通鎂合金材料在壓鑄工藝中很難避免裂紋的出現，因此、采用普通鎂合金技術生產的產品難以在受力結構件中得到應用。
目前，我國由于技術原因的限制，鎂合金的發展緩慢，能夠掌握核心技術的公司不多，特別是在鎂合金變速箱結構支架的生產過程中，如何更好的生產工藝來制造鎂合金變速箱結構支架，以成為急需解決的一道技術難題。
技術實現要素：
本發明的目的是解決現有技術存在鎂合金縮裂的技術問題，提供一種汽車用鎂合金變速箱結構支架的生產工藝，以克服現有技術的不足。
為了實現上述目的，本發明是通過如下技術方案實現的：
一種汽車用鎂合金變速箱結構支架，該汽車用鎂合金變速箱結構支架的鎂合金胚料組分及質量百分含量為：工業純鋁：7.00～ 10.00%，鑭0.01~0.1%，鈰0.05~0.1%,釹0.05~0.1%，其余為工業純鎂和不可避免的雜質； 所述工業純鋁、工業純鎂的純度在 99.5% 以上。
汽車用鎂合金變速箱結構支架的制備工藝步驟為 ：
（1）. 熔煉，將上述鎂合金胚料通過自動預熱加料機加入到鎂合金定量爐進行熔煉，控制預熱溫度為660℃，熔室保溫溫度為670-680℃，出料管溫度為700℃；
（2）. 壓鑄、噴涂、水冷、切邊，當鎂液被抽到料管后快速加熱到壓鑄需要的溫度690℃，采用伊之密1650T鎂合金專用實時控制高速壓鑄機，空壓射速度為4.8~8M/S, 壓射時間10秒，由ABB機器人取件、噴涂、水冷、切邊四個工序的集成無人化生產；
（3）.追溯性標識，使用激光標記方法，精確記錄零件的生產日期、班次和所用設備；
（4）. X光檢測，追溯性標識完畢的鑄件經去毛刺、CNC加工、清洗烘干后用缺陷軟件自動識別系統，精確識別氣孔的直徑和氣孔的面積再經裂紋檢測、綜合位置度檢測，選出合格產品；
（5）. 包裝儲存，經X光檢測選出合格產品，包裝后入庫儲存。
所述熔煉和壓鑄工序，使用N2、SF6、Ar氣體對整個過程中的鎂液進行保護，壓鑄模具采用抽真空系統，排除模具內的空氣，減少鎂合金和空氣的直接接觸，從而減少稀土損失。
本發明采用全自動生產工藝，在一條生產線上實現從原材料的熔煉（鎂合金定爐量，配備自動預熱加料機，實現全自動化生產）—壓鑄（鎂合金專用實時控制高速壓鑄機、ABB機器人等實現工序的集成無人化生產）—水冷—切邊—追溯性標識（激光標記方法）—去毛刺—CNC加工—清洗烘干—檢測（X光檢測、缺陷軟件自動識別、裂紋檢測、綜合位置度檢測）—包裝儲存，實現鎂合金變速箱支架的批量化生產；使用N2、SF6、Ar等氣體對整個過程中的鎂液進行保護，在壓鑄模具采用抽真空系統，排除模具內的空氣，減少鎂合金和空氣的直接接觸，從而減少稀土損失。
本發明的有益效果是：本發明一種鎂合金變速箱支架，選用稀土鎂合金材料MgAl4RE4-2，對成分進行精確控制，熔化過程中減少稀土損失，提高稀土利用率；發揮稀土鎂合金結構件具有減重特性和阻尼性能好并具有很高的抗沖擊韌性，滿足汽車支架類結構部件的性能要求。
MgAl4RE4-2由于添加了多種稀土（鑭、鈰、釹），使其具有較強的抗腐蝕性和韌性，但是，由于每重復一次熔化稀土燒損率高達30%，這就造成連續生產的困難。如果直接重復熔化，就會造成產品成分嚴重偏差，質量波動不可控，因此精確的定量控制，符合工藝的溫度和時間控制對減少材料損耗，節約生產成本減少能耗起著至關重要的作用。
本發明從熔煉、保溫到注料系統，采用氣體保護技術和真空控制系統，并通過分階段溫度和時間等參數的最優設置，實現了對合金成分的精確控制，最大限度減少稀土元素損失，利用率比原來提高20%。
具體實施方式
以下將采用具體實施例對本發明做出趣完美的解釋，但是其并不作為對本發明創新精神的限制。
實施例1
本發明一種汽車用鎂合金變速箱結構支架，該汽車用鎂合金變速箱結構支架的鎂合金胚料組分及質量百分含量為：工業純鋁：7.00%，鑭0.1%，鈰0.05%,釹0.1%，其余為工業純鎂和不可避免的雜質； 所述工業純鋁、工業純鎂的純度在 99.5% 以上。
本發明汽車用鎂合金變速箱結構支架的制備工藝步驟為 ：
（1）. 熔煉，將上述鎂合金胚料通過自動預熱加料機加入到鎂合金定量爐進行熔煉，控制預熱溫度為660℃，熔室溫度為680℃，鎂合熔煉爐出料管溫度為700℃；
（2）. 壓鑄、噴涂、水冷、切邊，當鎂液被抽到料管后快速加熱到壓鑄需要的溫度690℃，采用伊之密1650T鎂合金專用實時控制高速壓鑄機，空壓射速度為4.8~8M/S, 壓射時間10秒，由ABB機器人取件、噴涂、水冷、切邊四個工序的集成無人化生產；
（3）.追溯性標識，使用激光標記方法，精確記錄零件的生產日期、班次和所用設備；
（4）. X光檢測，追溯性標識完畢的鑄件經去毛刺、CNC加工、清洗烘干后用缺陷軟件自動識別系統，精確識別氣孔的直徑和氣孔的面積再經裂紋檢測、綜合位置度檢測，選出合格產品；
（5）. 包裝儲存，經X光檢測選出合格產品，包裝后入庫儲存。
所述熔煉和壓鑄工序，使用N2、SF6、Ar氣體對整個過程中的鎂液進行保護，壓鑄模具采用抽真空系統，排除模具內的空氣，減少鎂合金和空氣的直接接觸，從而減少稀土損失。
實施例2
根據實施例1，一種汽車用鎂合金變速箱結構支架，該汽車用鎂合金變速箱結構支架的鎂合金胚料組分及質量百分含量為：工業純鋁：10.00%，鑭0.01%，鈰0.1%,釹0.05%，其余為工業純鎂和不可避免的雜質； 所述工業純鋁、工業純鎂的純度在 99.5% 以上。
汽車用鎂合金變速箱結構支架的制備工藝步驟為 ：
（1）. 熔煉，將上述鎂合金胚料通過自動預熱加料機加入到鎂合金定量爐進行熔煉，控制預熱溫度為660℃，熔室溫度為670℃，鎂合熔煉爐出料管溫度為700℃；
（2）. 壓鑄、噴涂、水冷、切邊，當鎂液被抽到料管后快速加熱到壓鑄需要的溫度690℃，采用伊之密1650T鎂合金專用實時控制高速壓鑄機，空壓射速度為4.8~8M/S, 壓射時間10秒，由ABB機器人取件、噴涂、水冷、切邊四個工序的集成無人化生產；
（3）.追溯性標識，使用激光標記方法，精確記錄零件的生產日期、班次和所用設備；
（4）. X光檢測，追溯性標識完畢的鑄件經去毛刺、CNC加工、清洗烘干后用缺陷軟件自動識別系統，精確識別氣孔的直徑和氣孔的面積再經裂紋檢測、綜合位置度檢測，選出合格產品；
（5）. 包裝儲存，經X光檢測選出合格產品，包裝后入庫儲存。
所述熔煉和壓鑄工序，使用N2、SF6、Ar氣體對整個過程中的鎂液進行保護，壓鑄模具采用抽真空系統，排除模具內的空氣，減少鎂合金和空氣的直接接觸，從而減少稀土損失。
實施例3
根據實施例1，一種汽車用鎂合金變速箱結構支架，該汽車用鎂合金變速箱結構支架的鎂合金胚料組分及質量百分含量為：工業純鋁：8.00.00%，鑭0.05%，鈰0.08%,釹0.07%，其余為工業純鎂和不可避免的雜質； 所述工業純鋁、工業純鎂的純度在 99.5% 以上。
汽車用鎂合金變速箱結構支架的制備工藝步驟為 ：
1）. 熔煉，將上述鎂合金胚料通過自動預熱加料機加入到鎂合金定量爐進行熔煉，為減少高溫對鎂合金中稀土含量造成的燒傷，分段對鎂合金熔化過程中的溫度進行控制，熔室溫度660℃，保溫溫度680℃，料管溫度700℃，在整個連續熔化的過程中為降低稀土的燒損，使溫度控制在680℃以下，當鎂液被抽到料管后快速加熱到壓鑄需要的溫度690℃，壓射時間10秒；
（2）. 壓鑄、噴涂、水冷、切邊，當鎂液被抽到料管后快速加熱到壓鑄需要的溫度690℃，采用伊之密1650T鎂合金專用實時控制高速壓鑄機，空壓射速度為4.8~8M/S, 壓射時間10秒，由ABB機器人取件、噴涂、水冷、切邊四個工序的集成無人化生產；
（3）.追溯性標識，使用激光標記方法，精確記錄零件的生產日期、班次和所用設備；
（4）. X光檢測，追溯性標識完畢的鑄件經去毛刺、CNC加工、清洗烘干后用缺陷軟件自動識別系統，精確識別氣孔的直徑和氣孔的面積再經裂紋檢測、綜合位置度檢測，選出合格產品；
（5）. 包裝儲存，經X光檢測選出合格產品，包裝后入庫儲存。
所述熔煉和壓鑄工序，使用N2、SF6、Ar氣體對整個過程中的鎂液進行保護，壓鑄模具采用抽真空系統，排除模具內的空氣，減少鎂合金和空氣的直接接觸，從而減少稀土損失。
所述壓鑄時，模具預熱溫度為：170～210℃；鑄造壓力為：900bar。
發明工序的幾個關鍵步驟主要包含：
1、熔煉部分：采用鎂合金定量爐，配備自動預熱加料機，可實現鎂錠的自動預熱、投料、自動注射，定量精度3%，泵料時間調整精度為0.01秒，泵式鎂液溫度±1℃，能夠實現鎂合金全自動化生產。
2、壓鑄/切邊：采用伊之密1650T鎂合金專用實時控制高速壓鑄機，空壓射速度能達到8M/S,配備國際一流的ABB機器人實現取件、噴涂、水冷、切邊等四個工序的集成無人化生產。
3、追溯性標識：使用國際先進的激光標記方法，精確記錄到零件的生產日期、班次、所用設備。
4、X光檢測：使用國內最先進的缺陷軟件自動識別系統，能夠精確識別氣孔的直徑和氣孔的面積，為國內首創。
5、位置度檢測：生產大批量的產品需要對產品的安裝性能進行檢測，位置度檢測可快速實現，傳統的三坐標檢測需要1小時檢測一件，我們的綜合位置度檢測設備可以實現60S的快速檢測，并且能夠對不合格的尺寸進行報警。
為減少高溫對鎂合金中稀土含量造成的燒傷，分段對鎂合金熔化過程中的溫度進行控制。熔室溫度：660℃，保溫溫度：680℃，料管設置溫度：700℃在整個連續熔化的過程中為降低稀土的燒損，使溫度控制在680℃以下，當鎂液被抽到料管后快速加熱到壓鑄需要的溫度。
使用N2、SF6、Ar等氣體對整個過程中的鎂液進行保護，在壓鑄模具采用抽真空系統，排除模具內的空氣，減少鎂合金和空氣的直接接觸，從而減少稀土損失。
本發明采用有限元分析軟件對支架結構進行分析，確定支架結構的可行性，利用理論計算與模擬分析軟件對模具澆注系統及壓鑄工藝參數進行設計優化；采用高真空壓鑄、型芯鍍鈦，保證了型芯表面硬度及表面不粘模。
通過對鑄件采用X光探傷和裂紋檢測方法，對支架類結構鑄件質量進行檢測，建立鎂合金壓鑄件工藝質量檢測與控制技術體系。
本發明采用特殊稀土鎂合金，徹底解決鎂合金縮裂的問題，使鎂合金壓鑄產品的強度及可靠性更近一步，并且在最終客戶的裝車試驗中得到認可。
現有技術的原型件為鋁合金，重量為3.4kg，本發明改為鎂合金壓鑄后，重量為2.2公斤，減輕了1.2kg。
本發明配料簡單，工藝操作方便，采用鋁、鑭、鈰、釹、鎂合金，徹底解決鎂合金縮裂的問題，使鎂合金壓鑄產品的強度及可靠性更進一步，并且在最終客戶的裝車試驗中得到認可。本產品原型件為鋁合金，重量為3.4kg，本發明改為鎂合金壓鑄后，重量為2.2公斤，減輕了1.2kg。