汽车用铝合金保险杠的生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车用铝合金保险杠的生产工艺，包括横梁挤压成型工艺、吸能盒挤压成型工艺和盖板挤压成型工艺，各工艺均包括对原材料、模具和挤压筒进行加热，调节挤压系数和挤压速度对原材料进行挤压，对挤压成型产品进行热处理；本发明通过采用合适的铝合金材料、挤压温度、挤压系数、淬火冷却方式、矫直方式和时效方式，使生产出的汽车铝合金保险杠横梁以及盖板性能均达到：Rm≥315MPa,Rp0.2≥280MPa，延伸率≥10％，吸能盒性能达到：Rp0.2＝75～95MPa，Rm≥150MPa，延伸率≥8％；组装后形成的保险杠产品不仅具有很好的防撞性能，且在剧烈撞击时吸能效果良好，具备很好的缓冲性能；并且整个工艺生产效率以及成品率高，成本低。
【专利说明】汽车用铝合金保险杠的生产工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车保险杠的生产工艺，特别涉及一种汽车用铝合金保险杠的生产工艺。
【背景技术】
[0002]汽车保险杠是吸收和减缓外界冲击力、防护车身前后部的安全装置；汽车保险杠一般包括横梁、连接在横梁两端的吸能盒和位于横梁与吸能盒外侧的盖板，横梁上还设置有支架和牵引环，支架用以将保险杠固定在汽车车身上，牵引环用以在汽车故障时与拖车连接。
[0003]目前，制造汽车保险杠的材料仍然以聚氨酯弹性体、ABS等材料为主，聚氨酯弹性体、ABS等材料有效的促进了汽车轻量化的发展，但生产制造工艺繁琐，且产品存在价格昂贵、表面不美观、性能上具有一定程度欠缺等问题，使得氨酯弹性体、ABS等材料制成的汽车保险杠在经济性和安全性上均不能满足消费者需求。
[0004]现在在一些高端车系上，由铝合金材料制做的汽车保险杠应用越来越多，铝合金材料因其在缓冲外界冲击力和降低车身重量等方面性能优异，因此正成为汽车保险杠的理想材料。但是用铝合金材料制造汽车保险杠的生产工艺目前还不够成熟，仍然存在造价较高、生产效率较低、性能不能达到使用要求等问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的是提供一种汽车用铝合金保险杠的生产工艺，以解决现有铝合金保险杠生产造价较高、生产效率较低、性能达不到使用要求等问题。
[0006]本发明汽车用铝合金保险杠的生产工艺，包括横梁挤压成型工艺、吸能盒挤压成型工艺和盖板挤压成型工艺；
[0007]所述横梁挤压成型工艺包括步骤:
[0008]I)将制造横梁的铝合金铸锭加热至505±10°C，将挤压模具加热至> 5000C，将挤压筒加热至450±10°C，所述制造横梁的铝合金铸锭按质量百分比计包括:Mg:0.4%~0.8% ,S1:0.7%~1.3% ,Cu: ≤ 0.1 % ,Mn:≤0.4%~0.8% ,Fe:≤ 0.5% ,Zn:≤ 0.2%，Ti ≤.( 0.2，Al—余量；
[0009]2)调节挤压系数为21.7，对铝合金铸锭进行挤压，控制挤压速度为5.0±0.5m/min ；
[0010]3)在挤压模具出口处对挤压型材进行水雾淬火处理；
[0011]4)在淬火处理后立即对型材进行拉伸矫直处理，拉伸率为0.5%~1.5% ;
[0012]5)在拉伸矫直处理后的12h内对型材进行人工时效，时效制度为175°C.8h ；
[0013]所述吸能盒挤压成型工艺包括步骤:
[0014]I)将制造吸能盒的铝合金铸锭加热至475±10°C，将挤压模具加热至495±10°C，将挤压筒加热至450±10°C，所述制造横梁的铝合金铸锭按质量百分比计包括:Mg:0.45 % ~0.9 %，S1:0.2 % ~0.6 %，Cu:≤ 0.1 %，Mn:≤ 0.1 %，Fe:≤ 0.35 %，Zn:^ 0.1%, Ti 0.2，Al—余量；
[0015]2)调节挤压系数为38.5，对铝合金铸锭进行挤压，挤压速度控制为4.0±0.5m/min ；
[0016]3)在挤压模具出口处对挤压型材进行风冷处理；
[0017]4)在淬火处理后立即对型材进行拉伸矫直处理，拉伸率为0.3%~0.6% ;
[0018]5)在拉伸矫直处理后在室温下对型材进行自然时效，时效时间大于96h ；
[0019]所述盖板挤压成型工艺包括步骤:
[0020]I)将制造盖板的铝合金铸锭加热至520±10°C，将挤压模具加热至> 5200C，将挤压筒加热至450±10°C，所述制造盖板的铝合金铸锭按质量百分比计包括:Mg:0.4%~0.8% ,S1:0.7%~1.3% ,Cu:≤ 0.1 % ,Mn:≤ 0.4% ~0.8% ,Fe:≤ 0.5% ,Zn:≤ 0.2%，Ti .( 0.2，Al—余量；
[0021]2)、调节挤压系数为30.3，对铝合金铸锭进行挤压，挤压速度控制为4.2±0.5m/min ；
[0022]3)、在挤压模具出口处对挤压型材进行穿水处理，水温低于60°C ；
[0023]4)在穿水处理后立即对型材进行拉伸矫直处理，拉伸率为0.5%~1.2% ;
[0024]5)在拉伸矫直处理后的18小时内对型材进行人工时效处理，时效制度为175 0C.8h。
[0025]本发明的有益效果:
[0026]本发明汽车用铝合金保险杠的生产工艺，其通过采用合适的铝合金材料、挤压温度、挤压系数、淬火冷却方式、矫直方式和时效方式，使生产出的汽车铝合金保险杠横梁以及盖板性能均达到=Rm≤315MPa, Rp0.2≤280MPa，延伸率≤10%，吸能盒性能达到:Rp0.2=75~95MPa，Rm≤150MPa，延伸率≤8%;组装后形成的保险杠产品不仅具有很好的防撞性能，且在剧烈撞击时吸能效果良好，具备很好的缓冲性能；并且整个工艺生产效率以及成品率高，成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为横梁和吸能盒的立体结构示意图；
[0028]图2是汽车用铝合金保险杠端部的剖视结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0030]如图所示，本实施例汽车用铝合金保险杠的生产工艺，包括横梁挤压成型工艺、吸能盒挤压成型工艺和盖板挤压成型工艺；
[0031 ] 所述横梁挤压成型工艺包括步骤:
[0032]I)将制造横梁I的铝合金铸锭加热至505± 10°C，将挤压模具加热至≤500°C，将挤压筒加热至450±10°C，所述制造横梁的铝合金铸锭按质量百分比计包括:Mg:0.4%~
0.8% ,S1:0.7%~1.3% ,Cu:≤ 0.1 % ,Mn:≤ 0.4%~0.8% ,Fe:≤ 0.5% ,Zn:≤ 0.2%，T1:≤ 0.2，Al—余量；
[0033]2)调节挤压系数为21.7，对铝合金铸锭进行挤压，控制挤压速度为5.0±0.5m/min ；
[0034]3)在挤压模具出口处对挤压型材进行水雾淬火处理；
[0035]4)在淬火处理后立即对型材进行拉伸矫直处理，拉伸率为0.5%~1.5% ;
[0036]5)在拉伸矫直处理后的12h内对型材进行人工时效，时效制度为175°C.8h ；
[0037]所述吸能盒挤压成型工艺包括步骤:
[0038]I)将制造吸能盒2的铝合金铸锭加热至475±10°C，将挤压模具加热至495±10°C，将挤压筒加热至450±10°C，所述制造横梁的铝合金铸锭按质量百分比计包括:Mg:0.45%~0.9%,Si:0.2%~0.6%,Cu: ≤0.1%,Μη..≤0.l%,Fe..≤ 0.35%,Zn:≤ 0.1%, Ti 0.2，Al—余量；
[0039]2)调节挤压系数为38.5，对铝合金铸锭进行挤压，挤压速度控制为4.0±0.5m/min ；
[0040]3)在挤压模具出口处对挤压型材进行风冷处理；
[0041]4)在淬火处理后立即对型材进行拉伸矫直处理，拉伸率为0.3%~0.6% ;
[0042]5)在拉伸矫直处理后在室温下对型材进行自然时效，时效时间大于96h ；
[0043]所述盖板挤压成型工艺包括步骤:
[0044]I)将制造盖板3的铝合金铸锭加热至520± 10°C，将挤压模具加热至> 520°C，将挤压筒加热至450±10°C，所述制造盖板的铝合金铸锭按质量百分比计包括:Mg:0.4%~
0.8% ,S1:0.7%~1.3% ,Cu:≤ 0.1 % ,Mn:≤ 0.4%~0.8% ,Fe:≤ 0.5% ,Zn:≤ 0.2%，Ti ≤ 0.2，Al—余量；
[0045]2)、调节挤压系数为30.3，对铝合金铸锭进行挤压，挤压速度控制为4.2±0.5m/min ；
[0046]3)、在挤压模具出口处对挤压型材进行穿水处理，水温低于60°C ；
[0047]4)在穿水处理后立即对型材进行拉伸矫直处理，拉伸率为0.5%~1.2% ;
[0048]5)在拉伸矫直处理后的18小时内对型材进行人工时效处理，时效制度为175 0C.8h。
[0049]在本实施例中，由于横梁I和盖板3所采用的铝合金材料具有很高的淬火敏感性，因此在挤压成型后必须对型材进行快速降温，以防止型材产生过烧现象。本实施例中，由于横梁I的壁厚较薄，产品性能要求较高，因此采用水雾冷却方式，可使横梁I在快速冷却过程中变形量较小，提高产品质量；而盖板由于其盖板壁厚较厚，快速冷却过程中不易变形，因此选用穿水处理，可提高生产效率，降低生产成本。
[0050]本实施例中，吸能盒2在挤压成型后采用风冷处理，可保证产品自然时效后，Rm≥150MPa,并能严格控制产品的Rp0.2在75~95MPa范围内，使汽车铝合金保险杠能达到最佳的保护效果，而选用如水雾冷却方式或穿水处理等其他在线热处理方法难以实现将产品的Rp0.2控制在75~95MPa范围这一要求。
[0051]以下为采用本实施例汽车用铝合金保险杠的生产工艺制出的横梁1、吸能盒2和盖板3在进行常规力学试验后所得的试验数据，其中横梁1、吸能盒2和盖板3各选取了三个生产批次的产品进行试验。
[0052]横梁的力学试验数据表
[0053]
【权利要求】
1.一种汽车用铝合金保险杠的生产工艺，包括横梁挤压成型工艺、吸能盒挤压成型工艺和盖板挤压成型工艺，其特征在于: 所述横梁挤压成型工艺包括步骤: 1)将制造横梁的铝合金铸锭加热至505±10°c，将挤压模具加热至>500°C，将挤压筒加热至450±10°C，所述制造横梁的铝合金铸锭按质量百分比计包括:Mg:0.4%~0.8%，S1:0.7%~1.3%，Cu:≤ 0.1%，Mn:≤ 0.4%~0.8%，Fe:≤ 0.5%，Zn 0.2%, Ti:^ 0.2, Al一余量； 2)调节挤压系数为21.7，对铝合金铸锭进行挤压，控制挤压速度为5.0±0.5m/min ； 3)在挤压模具出口处对挤压型材进行水雾淬火处理； 4)在淬火处理后立即对型材进行拉伸矫直处理，拉伸率为0.5%~1.5% ； 5)在拉伸矫直处理后的12h内对型材进行人工时效，时效制度为175°C.8h ； 所述吸能盒挤压成型工艺包括步骤: 1)将制造吸能盒的铝合金铸锭加热至475±10°C，将挤压模具加热至495±10°C，将挤压筒加热至450±10°C，所述制造横梁的铝合金铸锭按质量百分比计包括:Mg:0.45%~.0.9%，S1:0.2%~0.6%，Cu:≤ 0.1%，Mn:≤ 0.1%，Fe:≤ 0.35%，Zn:≤ 0.1%，T1:^ 0.2, Al一余量； 2)调节挤压系数为38.5，对铝合金铸锭进行挤压，挤压速度控制为4.0±0.5m/min ； 3)在挤压模具出口处对挤压型材进行风冷处理； 4)在淬火处理后立即对型材进行拉伸矫直处理，拉伸率为0.3%~0.6% ； 5)在拉伸矫直处理后在室温下对型材进行自然时效，时效时间大于96h； 所述盖板挤压成型工艺包括步骤: 1)将制造盖板的铝合金铸锭加热至520±10°C，将挤压模具加热至>520°C，将挤压筒加热至450±10°C，所述制造盖板的铝合金铸锭按质量百分比计包括:Mg:0.4%~0.8%，S1:0.7%~1.3%，Cu:≤ 0.1%，Mn:≤ 0.4%~0.8%，Fe:≤ 0.5%，Zn 0.2%, Ti:^. 0.2, Al一余量； 2)调节挤压系数为30.3，对铝合金铸锭进行挤压，挤压速度控制为4.2±0.5m/min ； 3)在挤压模具出口处对挤压型材进行穿水处理，水温低于60°C； 4)在穿水处理后立即对型材进行拉伸矫直处理，拉伸率为0.5%~1.2% ; 5)在拉伸矫直处理后的18小时内对型材进行人工时效处理，时效制度为175°C.8h。
【文档编号】C22C21/00GK104071106SQ201410350995
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】冯小东, 王德营, 徐德升, 庞俊铭 申请人:辽宁忠旺集团有限公司