一种半固态压铸的铝合金的压铸方法 |
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| 申请号 | CN201710762578.4 | 申请日 | 2017-08-30 | 公开(公告)号 | CN107511467A | 公开(公告)日 | 2017-12-26 |
| 申请人 | 芜湖舜富精密压铸科技有限公司; | 发明人 | 肖明海; 刘栋; 洪荣辉; 谭云江; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种半固态 压铸 的 铝 合金 的压铸方法，具体包括如下步骤：S1合模:将压铸模具的移动模和固定模连接；S2选料：选用铝50-55份、镁10-15份、 铜 10-15份、 硅 5-10份、锌5-10份、 铁 1-5份混合配制；S3溶料：将配制好的混合金属物持续加热，S4制备浆料：将S3中制得的金属熔融液导入制浆室，制得半固态浆体；直至混合金属物慢慢融 化成 金属液为止，本发明使用了半固态 流体 式压铸，将配制好的混合金属物在 真空 环境下的加热熔炉内持续加热，加热熔炉 温度 为1500-1700℃，直至混合金属物慢慢融化成金属液为止，将制浆室中制得的金属熔融液导入制浆室。本发明中 铝合金 的压铸方法，其伸长率都高于对照组，充型温度低，延长了使用寿命。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种半固态压铸的铝合金的压铸方法，其特征在于，具体包括如下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种半固态压铸的铝合金的压铸方法技术领域背景技术[0002] 铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入，铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢，一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能，硬铝合金属AI—Cu—Mg 系，一般含有少量的Mn，可热处理强化.其特点是硬度大，但塑性较差，超硬铝属Al一Cu—Mg—Zn系，可热处理强化，是室温下强度最高的铝合金，但耐腐蚀性差，高温软化快，锻铝合金主要是Al— Zn—Mg—Si系合金，虽然加入元素种类多，但是含量少，因而具有优良的热塑性，适宜锻造，故又称锻造铝合金。 [0003] 现有的铝合金压铸技术大多没有采用半固态压铸，使得压铸时机械加工量大，常见铸件中含有柱状晶和粗大树枝晶，铸件组织粗大、粗疏，存在宏观偏析，金属充型不平稳，有湍流而且额容易飞溅，充型所需温度较高，模具的寿命较短，铸造的工序非常复杂，生产效率低增加了的劳动力的投入，从而降低了工作效率，而且铸件的力学性能也不是十分的优秀。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种半固态压铸的铝合金的压铸方法，通过半固态金属流变加工工艺，解决了铸件内部组织粗疏的问题，提高了铝合金压铸件的力学性能。 [0005] 根据本发明实施例的一种半固态压铸的铝合金的压铸方法，具体包括如下步骤： [0006] S1合模:将压铸模具的固定膜和移动模按照对应的方向和连接方式进行连接； [0009] S4制备浆料：将S3中制得的金属熔液导入制浆室，制得半固态浆体； [0010] S5使用定量勺在真空环境中挖取S4中的固相浆料，再将固相浆料倒入压铸室内，使用压铸活塞将固相浆料液压射到模腔内； [0012] S7回火：待模具冷却至室温时，再将模具与其内部压铸件放置在加热熔炉内进行升温，加热熔炉温度为350-450℃，然后再将模具取出进行冷却,直至冷却到室温； [0013] S8开模取件:当回火后的模具冷却到室温时，将移动模移开后取出压铸件，将铝合金压铸件放到对应编号位置，移动模具也要放到对应编号位置。 [0014] 在上述方案的基础上，所述压铸活塞的外侧设有压射套筒，所述压铸活塞与压射套筒滑动连接，所述压射套筒的顶端设有压射冲头。 [0015] 在上述方案的基础上，所述制浆室上端设有进液口，所述进液口上端设有熔体保温炉，所述制浆室上部设有熔体分散盘，所述制浆室底部设有制浆室加热炉，所述制浆室底部设有收集坩埚。 [0016] 在上述方案的基础上，所述熔体保温炉的数量为两个，所述熔体保温炉的上侧均与加热熔炉通过导流管连接，所述加热熔炉的内壁均采用耐热保温材料制成，所述加热熔炉的下侧设有制浆室，加热熔炉均通过导管与制浆室连接，两个导管呈“V”字型，夹角为60°。 [0017] 在上述方案的基础上，所述熔体分散盘的中心设有转动轴，所述转动轴与设在制浆室外侧的电动机同轴连接，所述电动机与电源电连接，所述转动轴的四侧设有转动面，所述转动面为圆形，其半径略小于制浆室的半径。 [0018] 在上述方案的基础上，所述制浆室加热炉的炉壁中间设有夹层，所述夹层中设有电加热板，所述电加热板均匀的分布在炉壁四周，所述电加热板与电源电连接。 [0019] 在上述方案的基础上，所述收集坩埚的上部设有导管，所述收集坩埚和制浆室加热炉的下部通过导管密封连接。 [0020] 在上述方案的基础上，所述半固态浆体中添加有硬化剂。 [0021] 本发明与现有技术相比具有的有益效果是：使用了半固态金属流变成形压铸，使铸件单位立方米气孔率最低时降低了72％，压应力最高时提升了4.5％，金属熔液被导入制浆室时，利用制浆室内旋转的熔体分散盘将大体积的金属液体均匀的分散到低温的制浆室筒壁上，形成了向下移动的厚度极小的液膜，利用筒壁对其进行冷却，实现了熔体的强制均匀和整体凝固，这种方法能够有效的解决大体积熔体的均匀冷却，制备出具有细小、均匀、非枝晶组织的半固态浆料，在浆料中添加了硬化剂，可以使在压铸半固态胶体时，缩短压铸时间，减少能耗，使用这种浆料压铸成形的铝合金凝固收缩减小，铸件尺寸精度高、外观质量好，减小了机械加工量，甚至可以得到无铸件加工余量铸件，消除了常见铸件中含有柱状晶和粗大树枝晶，铸件组织细小、致密，分布均匀，不存在宏观偏析，金属充型平稳，无湍流，无飞溅，而且充型温度低，延长模具寿命，简化铸造工序，降低能耗，改善劳动条件，由于凝固速度快，生产效率高，提高铸件力学性能，而且半固态压铸结构简单，并且适用，适宜推广。附图说明 [0023] 图1为本发明提出的制浆室的结构示意图。 具体实施方式[0024] 为能进一步了解本发明的特征、技术手段及所达到的具体功能，下面以具体实施方式对本发明做进一步详细描述。 [0025] 实施例1 [0026] 根据本发明实施例的一种半固态压铸的铝合金的压铸方法，具体包括如下步骤： [0027] S1合模:将压铸模具的移动模和固定模按照对应的方向和连接方式进行连接； [0028] S2选料：其成分按照重量计的如下组份：铝52份、镁15份、铜14份、硅9份、锌8份、铁2份混合配制； [0029] S3溶料：将配制好的混合金属物在真空环境下的加热熔炉内持续加热，加热熔炉温度为1500℃，直至混合金属物慢慢融化成金属液为止； [0030] S4制备浆料：将S4中制得的金属熔融液导入制浆室，制得半固态浆体； [0031] S5冲头压射：使用定量勺在真空环境中取得S4中的固相浆料，将固相浆料倒入压铸室内，使用压铸活塞将固相浆料液压射到模腔内； [0032] S6合金熔融液凝固：压铸活塞一直施压，待到固相浆料完全冷却固化成固态压铸件活塞才停止施压； [0033] S7回火：待模具冷却至室温时，再将模具与其内部压铸件放置在加热熔炉内进行升温，加热熔炉温度为350℃，然后再将模具取出进行冷却,直至冷却到室温； [0034] S8开模取件:当回火后的模具冷却到室温时，将移动模移开后取出压铸件，将铝合金压铸件放到对应编号位置，移动模具也要放到对应编号位置。 [0035] 参照图1，制浆室的进液口上端设有熔体保温炉1，制浆室上部设有熔体分散盘，制浆室2底部设有制浆室加热炉4，制浆室2底部设有收集坩埚，熔体保温炉4的数量为两个，熔体保温炉4的下侧均与加热熔炉通过导流管连接，熔体分散盘的中心设有转动轴，转动轴与设在制浆室外侧的电动机3同轴连接，电动机3与电源电连接，转动轴的四侧设有转动面，动面为圆形，其半径略小于制浆室2的半径，制浆室加热炉4的炉壁中间设有夹层，夹层中设有电加热板，电加热板均匀的分布在炉壁四周，电加热板与电源电连接，收集坩埚5的上部设有导管，收集坩埚5和制浆室加热炉4的下部通过导管密封连接。其他实施例均使用此种熔体保温炉1。 [0036] 实施例2 [0037] 根据本发明实施例的一种半固态压铸的铝合金的压铸方法，具体包括如下步骤： [0038] S1合模:将压铸模具的移动模和固定模按照对应的方向和连接方式进行连接； [0039] S2选料：其成分按照重量计的如下组份：铝53份、镁14份、铜14份、硅7份、锌7份、铁5份混合配制； [0040] S3溶料：将配制好的混合金属物在真空环境下的加热熔炉内持续加热，加热熔炉温度为1600℃，直至混合金属物慢慢融化成金属液为止； [0041] S4制备浆料：将S4中制得的金属熔融液导入制浆室，制得半固态浆体； [0042] S5冲头压射：使用定量勺在真空环境中取得S4中的固相浆料，将固相浆料倒入压铸室内，使用压铸活塞将固相浆料液压射到模腔内； [0043] S6合金熔融液凝固：压铸活塞一直施压，待到固相浆料完全冷却固化成固态压铸件活塞才停止施压； [0044] S7回火：待模具冷却至室温时，再将模具与其内部压铸件放置在加热熔炉内进行升温，加热熔炉温度为360℃，然后再将模具取出进行冷却,直至冷却到室温； [0045] S8开模取件:当回火后的模具冷却到室温时，将移动模移开后取出压铸件，将铝合金压铸件放到对应编号位置，移动模具也要放到对应编号位置。 [0046] 实施例3 [0047] 根据本发明实施例的一种半固态压铸的铝合金的压铸方法，具体包括如下步骤： [0048] S1合模:将压铸模具的移动模和固定模按照对应的方向和连接方式进行连接； [0049] S2选料：其成分按照重量计的如下组份：铝54份、镁13份、铜14份、硅7份、锌8份、铁4份混合配制； [0050] S3溶料：将配制好的混合金属物在真空环境下的加热熔炉内持续加热，加热熔炉温度为1650℃，直至混合金属物慢慢融化成金属液为止； [0051] S4制备浆料：将S4中制得的金属熔融液导入制浆室，制得半固态浆体； [0052] S5冲头压射：使用定量勺在真空环境中取得S4中的固相浆料，将固相浆料倒入压铸室内，使用压铸活塞将固相浆料液压射到模腔内； [0053] S6合金熔融液凝固：压铸活塞一直施压，待到固相浆料完全冷却固化成固态压铸件活塞才停止施压； [0054] S7回火：待模具冷却至室温时，再将模具与其内部压铸件放置在加热熔炉内进行升温，加热熔炉温度为370℃，然后再将模具取出进行冷却,直至冷却到室温； [0055] S8开模取件:当回火后的模具冷却到室温时，将移动模移开后取出压铸件，将铝合金压铸件放到对应编号位置，移动模具也要放到对应编号位置。 [0056] 实施例4 [0057] 根据本发明实施例的一种半固态压铸的铝合金的压铸方法，具体包括如下步骤： [0058] S1合模:将压铸模具的移动模和固定模按照对应的方向和连接方式进行连接； [0059] S2选料：其成分按照重量计的如下组份：铝55份、镁12份、铜12份、硅9份、锌9份、铁3份混合配制； [0060] S3溶料：将配制好的混合金属物在真空环境下的加热熔炉内持续加热，加热熔炉温度为1550℃，直至混合金属物慢慢融化成金属液为止； [0061] S4制备浆料：将S4中制得的金属熔融液导入制浆室，制得半固态浆体； [0062] S5冲头压射：使用定量勺在真空环境中取得S4中的固相浆料，将固相浆料倒入压铸室内，使用压铸活塞将固相浆料液压射到模腔内； [0063] S6合金熔融液凝固：压铸活塞一直施压，待到固相浆料完全冷却固化成固态压铸件活塞才停止施压； [0064] S7回火：待模具冷却至室温时，再将模具与其内部压铸件放置在加热熔炉内进行升温，加热熔炉温度为380℃，然后再将模具取出进行冷却,直至冷却到室温； [0065] S8开模取件:当回火后的模具冷却到室温时，将移动模移开后取出压铸件，将铝合金压铸件放到对应编号位置，移动模具也要放到对应编号位置。 [0066] 实施例5 [0067] 根据本发明实施例的一种半固态压铸的铝合金的压铸方法，具体包括如下步骤： [0068] S1合模:将压铸模具的移动模和固定模按照对应的方向和连接方式进行连接； [0069] S2选料：其成分按照重量计的如下组份：铝51份、镁15份、铜15份、硅7份、锌10份、铁2份混合配制； [0070] S3溶料：将配制好的混合金属物在真空环境下的加热熔炉内持续加热，加热熔炉温度为1580℃，直至混合金属物慢慢融化成金属液为止； [0071] S4制备浆料：将S4中制得的金属熔融液导入制浆室，制得半固态浆体； [0072] S5冲头压射：使用定量勺在真空环境中取得S4中的固相浆料，将固相浆料倒入压铸室内，使用压铸活塞将固相浆料液压射到模腔内； [0073] S6合金熔融液凝固：压铸活塞一直施压，待到固相浆料完全冷却固化成固态压铸件活塞才停止施压； [0074] S7回火：待模具冷却至室温时，再将模具与其内部压铸件放置在加热熔炉内进行升温，加热熔炉温度为390℃，然后再将模具取出进行冷却,直至冷却到室温； [0075] S8开模取件:当回火后的模具冷却到室温时，将移动模移开后取出压铸件，将铝合金压铸件放到对应编号位置，移动模具也要放到对应编号位置。 [0076] 实验测试例 [0077] 表一 铝合金的各性能参数 [0078] [0079] [0080] 由表一可得出，使用本发明中铝合金的压铸方法，其伸长率都高于对照组，其熔点与对照组数据相差较小，其压应力与抗拉强度有了明显提升，单位立方米气泡率最低时降低了72％、持久强度最高时提升了4.5％、压铸件的机械强度提高达10％、密度最高时提高了33％、从而增加了铝合金的韧性，拓宽了铝合金的使用范围 [0081] 本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。 |
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