1.本发明涉及新能源汽车空调压缩机用铝合金动涡旋盘技术领域，具体为新能源汽车铝合金动涡旋盘锻挤联合制造工艺。
背景技术：2.涡旋盘是汽车涡旋压缩机中的盘状异形构件，涡旋盘由两个形状相同而角相位置相对错开180
°
的渐开线涡旋卷体组成，其中一个是固定卷体，被称为静盘，而另一个由偏心轴带动，其轴线绕着固定卷体轴线做公转的绕行卷体，被称为动盘。随着新能源汽车高性能轻量化发展需要，汽车涡旋压缩机中动盘和静盘的材质逐渐采用轻量化的铝合金材质，结构也越来越复杂。
3.现有技术中，铝合金涡旋盘的一般采用压铸、锻造等工艺完成毛坯制造后再进行高精度切削加工。然而，用压铸工艺方法制坯的涡旋盘，有着先天性的缺陷，即金属组织疏松，易产生气孔或砂眼，只能应用于部分性能要求不高的场景；对于性能要求高的场景，一般采用锻造成型工艺进行制坯，然而由于新能源汽车用铝合金动涡旋盘结构复杂，一般带有涡旋部分和支撑部分，其中支撑部分带有若干深度不一的凹坑，普通的开式热模锻无法制造出无折叠缺陷且尺寸形状完全合格的产品，只能采用背压锻造成型工艺进行闭塞锻造。而采用背压锻造成型需要另外设计并制造专用的闭塞成型模架且对工艺参数控制要求较高，生产效率相比普通开式热模锻工艺低，为此，提出新能源汽车铝合金动涡旋盘锻挤联合制造工艺。
技术实现要素：4.本发明的目的在于提供新能源汽车铝合金动涡旋盘锻挤联合制造工艺，以解决上述背景技术中提出新能源汽车用铝合金动涡旋盘结构复杂，一般带有涡旋部分和支撑部分，其中支撑部分带有若干深度不一的凹坑，普通的开式热模锻无法制造出无折叠缺陷且尺寸形状完全合格的产品，只能采用背压锻造成型工艺进行闭塞锻造。而采用背压锻造成型需要另外设计并制造专用的闭塞成型模架且对工艺参数控制要求较高，生产效率相比普通开式热模锻工艺低的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：新能源汽车铝合金动涡旋盘锻挤联合制造工艺，包括以下步骤：
6.s1、下料工作：采用铝合金下料设备将一定直径的铝合金圆形棒料切断，用于后续铝合金热锻，进行锻前处理；
7.s2、加热工作：将下料获得的铝合金圆形棒料加热到锻造温度区间；
8.s3、开式热模锻：采用热模锻机进行开式热模锻并切除飞边预制毛坯，获得铝合金动涡旋盘初始毛坯，铝合金涡旋盘初始毛坯包含2个涡旋部分和1个支撑部分，支撑部分的两侧分别一体连接两个涡旋部分；
9.s4、表面清理：采用喷砂或抛丸方式去除铝合金动涡旋盘初始毛坯表面氧化物和
杂质；
10.s5、毛坯分割：将经过s4处理过的铝合金动涡旋盘初始毛坯采用锯床分割成两个铝合金动涡旋盘中间毛坯，所述铝合金动涡旋盘中间毛坯包含1个涡旋部分和1个支撑部分，其中支撑部分的一侧和所述涡旋部分一体连接，另一侧为平面；
11.s6、凹坑挤压成型：将s5中的铝合金动涡旋盘中间毛坯分别采用挤压方式成型背后的凹坑，获得两个铝合金动涡旋盘终锻毛坯，所述铝合金动涡旋盘终锻毛坯包含1个涡旋部分和1个支撑部分，其中支撑部分的一侧和所述涡旋部分一体连接，另一侧包含若干挤压成型获得的凹坑；
12.s7、锻后处理和切削加工：将s6中的铝合金动涡旋盘终锻毛坯进行锻后处理和局部表面切削加工，获得形状尺寸精度及性能均合格的新能源汽车铝合金动涡旋盘成品零件，其中，新能源汽车铝合金动涡旋盘成品零件包括1个涡旋部分和1个支撑部分，其中支撑部分的一侧和所述涡旋部分一体连接，另一侧包含若干挤压成型获得的凹坑。
13.作为优选，上述所述s1中下料设备采用剪切机或锯床下料，铝合金棒料的下料重量与铝合金动涡旋盘成品零件重量的比例为两倍及以上，下料长度与铝合金动涡旋盘成品零件高度的比例为两倍及以上。
14.作为优选，上述所述s3中开式热模锻时采用石墨对加热后的原材料棒料表面进行涂覆石墨润滑剂，在压力作用下一次成型，锻造温度区间450℃-530℃，优选460℃-480℃。
15.作为优选，上述所述s6中的挤压成型根据凹坑的形状、数量和深度特征选择冷挤压或温挤压成型。
16.作为优选，上述所述s1中的锻前处理，包括去除原材料表面缺陷，采用喷砂、抛丸方式增加原材料表面粗糙度，表面预涂润滑剂中的一个或多个步骤。
17.作为优选，上述所述s7中的锻后处理包括表面清理、固溶时效、清洗中的一个或多个步骤，以获得表面质量和力学性能良好的待切削毛坯。
18.作为优选，上述所述s3中的铝合金动涡旋盘初始毛坯支撑部分的厚度d1，与所述s5中的铝合金动涡旋盘中间毛坯支撑部分厚度d2以及锯床锯片的厚度d3之间数值应满足数学关系式：d1＝2d2+d3。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.本发明采用普通开式热模锻预制毛坯，降低了涡旋盘涡旋部分的成型难度，提高了产品质量一致性；采用一模两件热模锻结合凹坑挤压的联合成型方法，仅需一次切边，提高了涡旋盘制造效率，相比普通开式热模锻降低了材料损耗；本发明的工艺适用性强，适用于各种支撑部分带有若干凹坑的铝合金涡旋盘；生产效率高，对于产品结构适用性强，不易产生折叠等锻造缺陷，无需另外准备专用背压成型模架，对于制造工具的要求降低。
附图说明
21.图1为本发明的s3中铝合金动涡旋盘初始毛坯的结构示意图；
22.图2为本发明的s3中铝合金动涡旋盘初始毛坯另一视角的结构示意图；
23.图3为本发明的s3中铝合金动涡旋盘初始毛坯的剖视结构示意图；
24.图4为本发明的s5中铝合金动涡旋盘中间毛坯的结构示意图；
25.图5为本发明的s5中铝合金动涡旋盘中间毛坯另一视角的结构示意图；
26.图6为本发明的s6中铝合金动涡旋盘终锻毛坯的结构示意图；
27.图7为本发明的s6中铝合金动涡旋盘终锻毛坯另一视角的结构示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.实施例1
30.请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：新能源汽车铝合金动涡旋盘锻挤联合制造工艺，包括以下步骤：
31.s1、下料工作：采用铝合金下料设备将一定直径的铝合金圆形棒料切断，用于后续铝合金热锻，下料设备采用剪切机或锯床下料，铝合金棒料的下料重量与铝合金动涡旋盘成品零件重量的比例为两倍及以上，下料长度与铝合金动涡旋盘成品零件高度的比例为两倍及以上，进行锻前处理，包括去除原材料表面缺陷，采用喷砂、抛丸方式增加原材料表面粗糙度，表面预涂润滑剂中的一个或多个步骤，以降低后续热锻成型难度；
32.s2、加热工作：将下料获得的铝合金圆形棒料加热到锻造温度区间；
33.s3、开式热模锻：采用热模锻机进行开式热模锻并切除飞边预制毛坯，获得铝合金动涡旋盘初始毛坯，铝合金涡旋盘初始毛坯包含2个涡旋部分和1个支撑部分，支撑部分的两侧分别一体连接两个涡旋部分，开式热模锻时采用石墨对加热后的原材料棒料表面进行涂覆石墨润滑剂，在压力作用下一次成型，锻造温度区间450℃-530℃，优选460℃-480℃，铝合金动涡旋盘初始毛坯支撑部分的厚度d1，与s5中的铝合金动涡旋盘中间毛坯支撑部分厚度d2以及锯床锯片的厚度d3之间数值应满足数学关系式：d1＝2d2+d3；
34.s4、表面清理：采用喷砂或抛丸方式去除铝合金动涡旋盘初始毛坯表面氧化物和杂质；
35.s5、毛坯分割：将经过s4处理过的铝合金动涡旋盘初始毛坯采用锯床分割成两个铝合金动涡旋盘中间毛坯，铝合金动涡旋盘中间毛坯包含1个涡旋部分和1个支撑部分，其中支撑部分的一侧和涡旋部分一体连接，另一侧为平面；
36.s6、凹坑挤压成型：将s5中的铝合金动涡旋盘中间毛坯分别采用挤压方式成型背后的凹坑，挤压成型根据凹坑的形状、数量和深度特征选择冷挤压或温挤压成型，获得两个铝合金动涡旋盘终锻毛坯，铝合金动涡旋盘终锻毛坯包含1个涡旋部分和1个支撑部分，其中支撑部分的一侧和涡旋部分一体连接，另一侧包含若干挤压成型获得的凹坑；
37.s7、锻后处理和切削加工：将s6中的铝合金动涡旋盘终锻毛坯进行锻后处理和局部表面切削加工，锻后处理包括表面清理、固溶时效、清洗中的一个或多个步骤，以获得表面质量和力学性能良好的待切削毛坯，获得形状尺寸精度及性能均合格的新能源汽车铝合金动涡旋盘成品零件；新能源汽车铝合金动涡旋盘成品零件的特征为包括1个涡旋部分和1个支撑部分，其中支撑部分的一侧和涡旋部分一体连接，另一侧包含若干挤压成型获得的凹坑。
38.本发明采用普通开式热模锻预制毛坯，降低了涡旋盘涡旋部分的成型难度，提高
了产品质量一致性；采用一模两件热模锻结合凹坑挤压的联合成型方法，仅需一次切边，提高了涡旋盘制造效率，相比普通开式热模锻降低了材料损耗；本发明的工艺适用性强，适用于各种支撑部分带有若干凹坑的铝合金涡旋盘；生产效率高，对于产品结构适用性强，不易产生折叠等锻造缺陷，无需另外准备专用背压成型模架，对于制造工具的要求降低。
39.实施例2
40.其中与实施例1中相同或相应的部件采用与实施例1相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例1的区别点。该实施例2与实施例1的不同之处在于：
41.s1、下料工作：按照设计图选择4032铝合金棒材料，下料重量920g，下料长度125mm，计算出原材料直径，采用铝合金下料设备在锯床上进行锯切下料，获得一定长度的铝合金圆棒料；
42.s2、加热工作：将铝合金圆棒料放入电阻炉中进行加热，加热到475℃-490℃区间；
43.s3、开式热模锻：将经过加热的铝合金圆棒料转移放置于模具内，采用开式热模锻压力机热锻成型切边后获得形状如附图1～附图3所示的铝合金动涡旋盘初始毛坯；
44.s4、表面清理：采用履带式抛丸机对铝合金动涡旋盘初始毛坯进行表面清理，去除表面氧化皮和杂质；
45.s5、毛坯分割：将经过表面清理的铝合金动涡旋盘初始毛坯采用锯床进行分割，获得两个如附图4和附图5所示的铝合金动涡旋盘中间毛坯；
46.s6、凹坑挤压成型：对铝合金动涡旋盘中间毛坯放入模具中在压力机下进行冷挤压成型，获得如附图6和附图7所示的一种铝合金动涡旋盘终锻毛坯；
47.s7、锻后处理和切削加工：根据产品设计的力学性能要求和表面质量要求进行固溶时效处理和表面切削加工，获得成型的新能源汽车铝合金动涡旋盘，该成型的新能源汽车铝合金动涡旋盘的直径94mm，高度60mm，重量450g。
48.实施例3
49.其中与实施例1中相同或相应的部件采用与实施例1相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例1的区别点。该实施例3与实施例1的不同之处在于：
50.s1、下料工作：按照设计图选择4032铝合金棒材料，下料重量900g，下料长度120mm，计算出原材料直径，采用铝合金下料设备在锯床上进行锯切下料，获得一定长度的铝合金圆棒料；
51.s2、加热工作：将铝合金圆棒料放入电阻炉中进行加热，加热到480℃；
52.s3、开式热模锻：将经过加热的铝合金圆棒料转移放置于模具内，采用开式热模锻压力机热锻成型切边后获得形状如附图1～附图3所示的铝合金动涡旋盘初始毛坯；
53.s4、表面清理：采用履带式抛丸机对铝合金动涡旋盘初始毛坯进行表面清理，去除表面氧化皮和杂质；
54.s5、毛坯分割：将经过表面清理的铝合金动涡旋盘初始毛坯采用锯床进行分割，获得两个如附图4和附图5所示的铝合金动涡旋盘中间毛坯；
55.s6、凹坑挤压成型：对铝合金动涡旋盘中间毛坯放入模具中在压力机下进行冷挤压成型，获得如附图6和附图7所示的一种铝合金动涡旋盘终锻毛坯；
56.s7、锻后处理和切削加工：根据产品设计的力学性能要求和表面质量要求进行固溶时效处理和表面切削加工，获得成型的新能源汽车铝合金动涡旋盘。
57.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.新能源汽车铝合金动涡旋盘锻挤联合制造工艺，包括以下步骤：s1、下料工作：采用铝合金下料设备将一定直径的铝合金圆形棒料切断，用于后续铝合金热锻，进行锻前处理；s2、加热工作：将下料获得的铝合金圆形棒料加热到锻造温度区间；s3、开式热模锻：采用热模锻机进行开式热模锻并切除飞边预制毛坯，获得铝合金动涡旋盘初始毛坯，铝合金涡旋盘初始毛坯包含2个涡旋部分和1个支撑部分，支撑部分的两侧分别一体连接两个涡旋部分；s4、表面清理：采用喷砂或抛丸方式去除铝合金动涡旋盘初始毛坯表面氧化物和杂质；s5、毛坯分割：将经过s4处理过的铝合金动涡旋盘初始毛坯采用锯床分割成两个铝合金动涡旋盘中间毛坯，所述铝合金动涡旋盘中间毛坯包含1个涡旋部分和1个支撑部分，其中支撑部分的一侧和所述涡旋部分一体连接，另一侧为平面；s6、凹坑挤压成型：将s5中的铝合金动涡旋盘中间毛坯分别采用挤压方式成型背后的凹坑，获得两个铝合金动涡旋盘终锻毛坯，所述铝合金动涡旋盘终锻毛坯包含1个涡旋部分和1个支撑部分，其中支撑部分的一侧和所述涡旋部分一体连接，另一侧包含若干挤压成型获得的凹坑；s7、锻后处理和切削加工：将s6中的铝合金动涡旋盘终锻毛坯进行锻后处理和局部表面切削加工，获得形状尺寸精度及性能均合格的新能源汽车铝合金动涡旋盘成品零件，其中，新能源汽车铝合金动涡旋盘成品零件包括1个涡旋部分和1个支撑部分，其中支撑部分的一侧和所述涡旋部分一体连接，另一侧包含若干挤压成型获得的凹坑。2.根据权利要求1所述的新能源汽车铝合金动涡旋盘锻挤联合制造工艺，其特征在于：所述s1中下料设备采用剪切机或锯床下料，铝合金棒料的下料重量与铝合金动涡旋盘成品零件重量的比例为两倍及以上，下料长度与铝合金动涡旋盘成品零件高度的比例为两倍及以上。3.根据权利要求1所述的新能源汽车铝合金动涡旋盘锻挤联合制造工艺，其特征在于：所述s3中开式热模锻时采用石墨对加热后的原材料棒料表面进行涂覆石墨润滑剂，在压力作用下一次成型，锻造温度区间450℃-530℃，优选460℃-480℃。4.根据权利要求1所述的新能源汽车铝合金动涡旋盘锻挤联合制造工艺，其特征在于：所述s6中的挤压成型根据凹坑的形状、数量和深度特征选择冷挤压或温挤压成型。5.根据权利要求1所述的新能源汽车铝合金动涡旋盘锻挤联合制造工艺，其特征在于：所述s1中的锻前处理，包括去除原材料表面缺陷，采用喷砂、抛丸方式增加原材料表面粗糙度，表面预涂润滑剂中的一个或多个步骤。6.根据权利要求1所述的新能源汽车铝合金动涡旋盘锻挤联合制造工艺，其特征在于：所述s7中的锻后处理包括表面清理、固溶时效、清洗中的一个或多个步骤，以获得表面质量和力学性能良好的待切削毛坯。7.根据权利要求1所述的新能源汽车铝合金动涡旋盘锻挤联合制造工艺，其特征在于：所述s3中的铝合金动涡旋盘初始毛坯支撑部分的厚度d1，与所述s5中的铝合金动涡旋盘中间毛坯支撑部分厚度d2以及锯床锯片的厚度d3之间数值应满足数学关系式：d1＝2d2+d3。
技术总结本发明公开了新能源汽车铝合金动涡旋盘锻挤联合制造工艺，包括以下步骤：下料工作、加热工作、开式热模锻、表面清理、毛坯分割、凹坑挤压成型和锻后处理和切削加工，本发明采用普通开式热模锻预制毛坯，降低了涡旋盘涡旋部分的成型难度，提高了产品质量的一致性；采用一模两件热模锻结合凹坑挤压的联合成型方法，仅需一次切边，提高了涡旋盘制造效率，相比普通开式热模锻降低了材料损耗；本发明的工艺适用性强，适用于各种支撑部分带有若干凹坑的铝合金涡旋盘；生产效率高，对于产品结构适用性强，不易产生折叠等锻造缺陷，本发明无需另外准备专用的背压成型模架，对于制造工具的要求降低。低。低。
技术研发人员：孙伟 邵杰 庄晓伟 汤敏俊 王玲
受保护的技术使用者：江苏龙城精锻集团有限公司
技术研发日：2022.04.07
技术公布日：2022/7/5
