专利名称：高性能铝合金发泡模铸件的加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高性能铝合金发泡模铸件的加工工艺，属于铝合金材料加工技术领域。
背景技术：
冰箱发泡模作为冰箱生产的制造的一个重要模具，其加工制造的好坏，将直接关系到整个产品的优劣，甚至会影响整个产品制造的成败。目前可作为冰箱发泡模的材料有金属和非金属两类，采用金属制做的发泡模无疑能运用于大批量及高速生产中，发泡模金属材料有铝、铜、低熔点合金、镍、铁、锌合金等。其中铝合金制做的发泡模应用最广泛，其具有导热性能好、容易调节模具温度，不易生锈和被腐蚀，容易维修、保管、造价低廉、制做时间段等优点。但是铝合金发泡模还存在着质软、强度低、内部组织致密性差等缺点，因此，急需研发一种高性能的铝合金冰箱发泡模。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高性能铝合金发泡模铸件的加工工艺，提高铝合金冰箱发泡模的综合性能。本发明采用的技术方案如下
高性能铝合金发泡模铸件的加工工艺，包括以下步骤
(1)配料
按照元素质量百分数满足如下要求Si ( O. 5%、Fe ( O. 4%、Cu ( O. 2%、Mn 0. 60-1. 2%、Mg 4. 5-5. 6%, Cr 0. 15-0. 25%、Zn ( 0. 25%、Ti ( 0. 15%、Y 0. 05-0. 08%、Sc 0. 04-0. 06%、Gd
0.02-0. 03%，其他杂质元素合计< O. 15%、其余为Al，进行配料；
(2)熔炼
将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在720-750°C，投料30-50min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在715-740°C条件下静置保持20-30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；
(3)浇铸
铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在680-720°C，铸造速度控制32-45mm/min，冷却水流量控制在1050-1250 Ι/min ；
(4)热处理
对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下先升温至305-320°C下，保温2-3h，每小时70-90°C升温加热至540-560°C下保温6_8h，然后空气冷却，再每小时60-80°C升温加热至350-370°C，并保温度5_6h ;再降温至160-180°C下保温3_4h，空冷至室
温即可。所述的覆盖剂为40-50%的苏打和50-60%的萤石组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得氯化钾5-8、氟化钡3-5、氯化钠3-5、石墨粉5-8、NaBF4 8_10、氧化镁5-8、蛭石 8-10、树木灰 5-8、Na2TiF6 8-10、硫酸钡 5-8 ；
所述的精炼剂制备方法如下
a、将上述重量份的蛭石用10-15%盐酸浸泡3-4小时,去尚子水洗漆,再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530°C下煅烧2_3小时，粉碎成纳米粉末；
b、将蛭石以外的各原料加热熔融后，澄清1-2小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒；
C、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。本发明的有益效果
本发明铝合金中添加了适量的稀土元素Y、Sc、Gd，能降低合金的应力松弛速率，减少合金中的残余应力的影响，也能提高合金的高温热稳定性、耐腐蚀性。本发明加工出来的铝合金冰箱发泡模铸件具有良好的机械性能、强度高，耐热性好、可使用性好，内部组织致密性好，不存在气孔和起皮缺陷，耐磨性好，抗腐蚀性能、抗氧化性好，膨胀系数小等优点。
具体实施例方式 高性能铝合金发泡模铸件的加工工艺，包括以下步骤
(1)配料
按照元素质量百分数满足如下要求Si ( 0. 5%、Fe ( 0. 4%、Cu ( 0. 2%、Mn 0. 60-1. 2%、Mg 4. 5-5. 6%, Cr 0. 15-0. 25%、Zn ( 0. 25%、Ti ( 0. 15%、Y 0. 05-0. 08%、Sc 0. 04-0. 06%、Gd
0.02-0. 03%，其他杂质元素合计< 0. 15%、其余为Al，进行配料；
(2)熔炼
将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在740°C，投料45min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在720°C条件下静置保持30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；
(3)浇铸
铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在695°C，铸造速度控制38mm/min，冷却水流量控制在1100 1/min ；
(4)热处理
对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下先升温至310°C下，保温3h，每小时75°C升温加热至550°C下保温8h，然后空气冷却，再每小时80°C升温加热至360°C，并保温度6h ;再降温至160°C下保温3h，空冷至室温即可。其中，所述的覆盖剂为50%的苏打和50%的萤石组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得氯化钾8份、氟化钡5份、氯化钠4份、石墨粉7份、NaBF4 9份、氧化镁8份、蛭石10份、树木灰8份、Na2TiF6份、硫酸钡8份；
所述的精炼剂制备方法如下
a、将上述重量份的蛭石用12%盐酸浸泡4小时，去离子水洗涤，再用12%氢氧化钠溶液浸泡3小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在515°C下煅烧-3小时，粉碎成纳米粉末；
b、将蛭石以外的各原料加热熔融后，澄清1.5小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒；
C、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。经检验，产物化学成分为Si O. 342%、Fe O. 326%、Cu O. 087%、Mn O. 813%、Mg 5. 436%、Cr O. 187%、Zn O. 186%、Ti O. 108%、Y O. 072%、Sc O. 055%、Gd O. 028%，其他杂质元素合计O. 104%、其余为Al ;力学性能为抗拉强度368Mpa，0. 2%屈服强度236Mpa，伸长率18%,弹性模量59Gpa。
权利要求
1.一种高性能铝合金发泡模铸件的加工工艺，其特征在于包括以下步骤 (1)配料 按照元素质量百分数满足如下要求Si ( O. 5%、Fe ( O. 4%、Cu ( O. 2%、Mn 0. 60-1. 2%、Mg 4. 5-5. 6%, Cr 0. 15-0. 25%、Zn ( 0. 25%、Ti ( 0. 15%、Y 0. 05-0. 08%、Sc 0. 04-0. 06%、Gd0.02-0. 03%，其他杂质元素合计< O. 15%、其余为Al，进行配料； (2)熔炼 将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在720-750°C，投料30-50min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在715-740°C条件下静置保持20-30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量； (3)浇铸 铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在680-720°C，铸造速度控制32-45mm/min，冷却水流量控制在1050-1250 Ι/min ； (4)热处理 对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下先升温至305-320°C下，保温2-3h，每小时70-90°C升温加热至540-560°C下保温6_8h，然后空气冷却，再每小时60-80°C升温加热至350-370°C，并保温度5_6h ;再降温至160-180°C下保温3_4h，空冷至室温即可。
2.根据权利要求1所述的高性能铝合金发泡模铸件的加工工艺，其特征在于，所述的覆盖剂为40-50%的苏打和50-60%的萤石组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得氯化钾5-8、氟化钡3-5、氯化钠3-5、石墨粉5-8、NaBF4 8-10、氧化镁5-8、蛭石8-10、树木灰 5-8、Na2TiF6 8-10、硫酸钡 5-8 ； 所述的精炼剂制备方法如下 a、将上述重量份的蛭石用10-15%盐酸浸泡3-4小时,去尚子水洗漆,再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530°C下煅烧2_3小时，粉碎成纳米粉末； b、将蛭石以外的各原料加热熔融后，澄清1-2小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒； C、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。
全文摘要
本发明公开了一种高性能铝合金发泡模铸件的加工工艺，其包括配料、熔炼、浇铸、热处理、挤压成型五个步骤。本发明铝合金中添加了适量的稀土元素Y、Sc、Gd，能降低合金的应力松弛速率，减少合金中的残余应力的影响，也能提高合金的高温热稳定性、耐腐蚀性。本发明加工出来的铝合金冰箱发泡模铸件具有良好的机械性能、强度高，耐热性好、可使用性好，内部组织致密性好，不存在气孔和起皮缺陷，耐磨性好，抗腐蚀性能、抗氧化性好，膨胀系数小等优点。
文档编号C22C21/08GK103014450SQ20121050823
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日
发明者金永峰 申请人:滁州迪蒙德模具制造有限公司