一种超强抗腐蚀性的镁合金变速器箱体的制造方法与流程

本发明涉及变速器箱体制造技术领域，具体为一种超强抗腐蚀性的镁合金变速器箱体的制造方法。

背景技术：

镁合金作为目前最轻的金属结构材料，其密度低，比强度、比刚度高，具有良好的阻尼性，减震性能良好。镁合金的熔点低，凝固速度快，使其在铸造工艺中耗能低，充型快，铸造性能良好，导热性及电磁屏蔽性能优良，切削加工性好，被誉为本世纪的绿色工程材料，在航天、汽车，电子工业等领域得到了广泛的应用，例如汽车变速器箱体、汽缸盖、轮毂、座椅支架等。随着节能环保意识的不断提高，汽车轻量化需求日益迫切，汽车整车质量的降低是降低燃油消耗的重要手段，在保证强度、刚度要求下，镁合金成为实现汽车轻量化，提高节能环保性的首选材料，从而为镁合金在工业领域的进一步发展带来了新的动力。然而，镁合金产品在暴露的环境中工作时，易被氧化，腐蚀，特别是与其他金属部件装配连接时易产生电偶腐蚀、应力腐蚀等。极大地降低了产品的工作可靠性和使用寿命，使镁合金产品的应用水平受到较大限制。鉴于上述提到的问题，本发明设计一种超强抗腐蚀性的镁合金变速器箱体的制造方法，以解决上述提到问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超强抗腐蚀性的镁合金变速器箱体的制造方法，以解决上述背景技术中提出的镁合金产品在暴露的环境中工作时，易被氧化，腐蚀的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超强抗腐蚀性的镁合金变速器箱体的制造方法，该种超强抗腐蚀性的镁合金变速器箱体的制造方法步骤如下：

s1：选取材料：变速器箱体用铸造镁合金材料各组分及质量百分比为al：(3.5％-8.5％)、mn：(0.2％-0.8％)、zn：(0.46％-0.84％)、ce：(0.8％-1.6％)，其余为mg；

s2：白模制作：采用聚苯乙烯(eps，10.21kg/m³)作为白模泡沫材料，利用预发泡工艺与发泡制作变速器箱体泡沫件；

s3：刷涂料：向搅拌桶中添加1.0-1.6kg酚醛环氧固化剂，搅拌过程中缓慢加入粒度300目的莫来石粉1.4-1.8kg，连续搅拌搅拌时间为7-9分钟，防止结块，形成涂料，首先将搅拌桶提至变速器箱体泡沫件的顶部，从上而下倾倒一定涂料至变速器箱体泡沫件的外壁，然后用毛刷将搅拌均匀的涂料均匀刷涂在变速器箱体泡沫件的内外表面2-4遍，每刷完一遍涂料，在电热鼓风烘箱中烘干10-20分钟，温度设置在40-60℃，待无涂料滴落时，将变速器箱体泡沫件放置在撒砂机上均匀撒莫来石砂，然后浸泡在氯化铝溶液中硬化10-20分钟，室温静置干燥1.5-2.5小时，重复上述操作三次后，之后静置空干3-5小时，环境温度26℃，相对湿度50％，风速3-5m/s；

s4：烘培：将干燥硬化后的模壳推入焙烧炉内焙烧，焙烧温度900-1100⁰c，焙烧时间1.5-2.5小时，出炉后将模壳静置30-50分钟，待温度降至室温时，将整个模壳中的碳灰吹去；

s5：熔炼与浇注：将烘培后的变速器箱体埋于干砂中振动紧实，然后抽空真空，使得压力控制在0.03-0.05mpa，然后将熔炼的坩埚进行预热至暗红状态，再在其底部撒上一层覆盖剂，并将事先烘干的美合金锭放入到坩埚内，然后再在美合金锭上撒上一定量的覆盖剂，将坩埚放入电阻炉内，并通入保护气体，温度控制在700-750℃，保温0.5-0.6小时，停炉至浇注温度680，扒去金属液表面的熔渣，进行浇注，浇注完成后，在浇注杯上撒上覆盖剂，待冷却凝固后开箱、切除冒口和喷漆，获得铸件；

s6：微弧氧化：将铸件用去离子水清洗2-4分钟，阳极铝线与铸件相连，不锈钢板做阴极浸入电解液中，电解液成分是：6g/lna2sio3，2g/lnaf和2g/lnaoh，加入适量水搅拌均匀，ph值控制在7，反应时间控制在8-12分钟，电流密度3a/d㎡，频率为300hz，占空比为45％，反应结束后，断电取出铸件，冲洗吹干10-20分钟，既可以获得表层附着有一层致密的al2o3氧化膜的镁合金变速器箱体铸件。

优选的，所述步骤s3中均匀撒三遍莫来石砂，第一遍莫来石砂粒度20-50目，第二遍为莫来石砂粒度15-45目，第三遍莫来石砂粒度10-30目。

优选的，所述步骤s5中的坩埚为钢制坩埚。

优选的，所述步骤s5中的覆盖剂为mgcl2和caf2的混合物。

优选的，所述步骤s5中的保护气体成分为co2和0.3％sf6。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该种超强抗腐蚀性的镁合金变速器箱体的制造方法，通过在取料中增加了稀土元素铈，利于提高镁合金的耐腐蚀性能，在后续的微弧氧化过程中形成致密的al2o3氧化膜，将镁合金紧密包裹在内部，大大提高了镁合金的抗氧化、耐腐蚀能力，解决了变速器箱体在轻量化设计中镁合金抗氧化耐腐蚀能力不足的问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

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。

实施例一

一种超强抗腐蚀性的镁合金变速器箱体的制造方法，该种超强抗腐蚀性的镁合金变速器箱体的制造方法步骤如下：

s1：选取材料：变速器箱体用铸造镁合金材料各组分及质量百分比为al：3.5％、mn：0.2％、zn：0.46％、ce：0.8％，其余为mg；

s2：白模制作：采用聚苯乙烯(eps，10.21kg/m³)作为白模泡沫材料，利用预发泡工艺与发泡制作变速器箱体泡沫件；

s3：刷涂料：向搅拌桶中添加1.0kg酚醛环氧固化剂，搅拌过程中缓慢加入粒度300目的莫来石粉1.4kg，连续搅拌搅拌时间为7分钟，防止结块，形成涂料，首先将搅拌桶提至变速器箱体泡沫件的顶部，从上而下倾倒一定涂料至变速器箱体泡沫件的外壁，然后用毛刷将搅拌均匀的涂料均匀刷涂在变速器箱体泡沫件的内外表面2遍，每刷完一遍涂料，在电热鼓风烘箱中烘干10分钟，温度设置在40℃，待无涂料滴落时，将变速器箱体泡沫件放置在撒砂机上均匀撒莫来石砂，然后浸泡在氯化铝溶液中硬化10分钟，室温静置干燥1.5小时，重复上述操作三次后，之后静置空干3小时，环境温度26℃，相对湿度50％，风速3m/s，均匀撒三遍莫来石砂，第一遍莫来石砂粒度20目，第二遍为莫来石砂粒度30目，第三遍莫来石砂粒度20目；

s4：烘培：将干燥硬化后的模壳推入焙烧炉内焙烧，焙烧温度900⁰c，焙烧时间1.5小时，出炉后将模壳静置30分钟，待温度降至室温时，将整个模壳中的碳灰吹去；

s5：熔炼与浇注：将烘培后的变速器箱体埋于干砂中振动紧实，然后抽空真空，使得压力控制在0.03mpa，然后将熔炼的坩埚进行预热至暗红状态，再在其底部撒上一层覆盖剂，并将事先烘干的美合金锭放入到坩埚内，坩埚为钢制坩埚，然后再在美合金锭上撒上一定量的覆盖剂，覆盖剂为mgcl2和caf2的混合物，将坩埚放入电阻炉内，并通入保护气体，保护气体成分为co2和0.3％sf6，温度控制在700℃，保温0.5小时，停炉至浇注温度680℃，扒去金属液表面的熔渣，进行浇注，浇注完成后，在浇注杯上撒上覆盖剂，待冷却凝固后开箱、切除冒口和喷漆，获得铸件；

s6：微弧氧化：将铸件用去离子水清洗2分钟，阳极铝线与铸件相连，不锈钢板做阴极浸入电解液中，电解液成分是：6g/lna2sio3，2g/lnaf和2g/lnaoh，加入适量水搅拌均匀，ph值控制在7，反应时间控制在8分钟，电流密度3a/d㎡，频率为300hz，占空比为45％，反应结束后，断电取出铸件，冲洗吹干10分钟，既可以获得表层附着有一层致密的al2o3氧化膜的镁合金变速器箱体铸件。

实施例二

一种超强抗腐蚀性的镁合金变速器箱体的制造方法，该种超强抗腐蚀性的镁合金变速器箱体的制造方法步骤如下：

s1：选取材料：变速器箱体用铸造镁合金材料各组分及质量百分比为al：6％、mn：0.5％、zn：0.65％、ce：1.2％，其余为mg；

s2：白模制作：采用聚苯乙烯(eps，10.21kg/m³)作为白模泡沫材料，利用预发泡工艺与发泡制作变速器箱体泡沫件；

s3：刷涂料：向搅拌桶中添加1.3kg酚醛环氧固化剂，搅拌过程中缓慢加入粒度300目的莫来石粉1.6kg，连续搅拌搅拌时间为8分钟，防止结块，形成涂料，首先将搅拌桶提至变速器箱体泡沫件的顶部，从上而下倾倒一定涂料至变速器箱体泡沫件的外壁，然后用毛刷将搅拌均匀的涂料均匀刷涂在变速器箱体泡沫件的内外表面3遍，每刷完一遍涂料，在电热鼓风烘箱中烘干15分钟，温度设置在50℃，待无涂料滴落时，将变速器箱体泡沫件放置在撒砂机上均匀撒莫来石砂，然后浸泡在氯化铝溶液中硬化15分钟，室温静置干燥2小时，重复上述操作三次后，之后静置空干4小时，环境温度26℃，相对湿度50％，风速4m/s，均匀撒三遍莫来石砂，第一遍莫来石砂粒度35目，第二遍为莫来石砂粒度30目，第三遍莫来石砂粒度20目；

s4：烘培：将干燥硬化后的模壳推入焙烧炉内焙烧，焙烧温度1000℃，焙烧时间2小时，出炉后将模壳静置40分钟，待温度降至室温时，将整个模壳中的碳灰吹去；

s5：熔炼与浇注：将烘培后的变速器箱体埋于干砂中振动紧实，然后抽空真空，使得压力控制在0.04mpa，然后将熔炼的坩埚进行预热至暗红状态，再在其底部撒上一层覆盖剂，并将事先烘干的美合金锭放入到坩埚内，坩埚为钢制坩埚，然后再在美合金锭上撒上一定量的覆盖剂，覆盖剂为mgcl2和caf2的混合物，将坩埚放入电阻炉内，并通入保护气体，保护气体成分为co2和0.3％sf6，温度控制在725℃，保温0.55小时，停炉至浇注温度680℃，扒去金属液表面的熔渣，进行浇注，浇注完成后，在浇注杯上撒上覆盖剂，待冷却凝固后开箱、切除冒口和喷漆，获得铸件；

s6：微弧氧化：将铸件用去离子水清洗3分钟，阳极铝线与铸件相连，不锈钢板做阴极浸入电解液中，电解液成分是：6g/lna2sio3，2g/lnaf和2g/lnaoh，加入适量水搅拌均匀，ph值控制在7，反应时间控制在10分钟，电流密度3a/d㎡，频率为300hz，占空比为45％，反应结束后，断电取出铸件，冲洗吹干15分钟，既可以获得表层附着有一层致密的al2o3氧化膜的镁合金变速器箱体铸件。

实施例三

一种超强抗腐蚀性的镁合金变速器箱体的制造方法，该种超强抗腐蚀性的镁合金变速器箱体的制造方法步骤如下：

s1：选取材料：变速器箱体用铸造镁合金材料各组分及质量百分比为al：8.5％、mn：0.8％、zn：0.84％、ce：1.6％，其余为mg；

s2：白模制作：采用聚苯乙烯(eps，10.21kg/m³)作为白模泡沫材料，利用预发泡工艺与发泡制作变速器箱体泡沫件；

s3：刷涂料：向搅拌桶中添加1.6kg酚醛环氧固化剂，搅拌过程中缓慢加入粒度300目的莫来石粉1.8kg，连续搅拌搅拌时间为9分钟，防止结块，形成涂料，首先将搅拌桶提至变速器箱体泡沫件的顶部，从上而下倾倒一定涂料至变速器箱体泡沫件的外壁，然后用毛刷将搅拌均匀的涂料均匀刷涂在变速器箱体泡沫件的内外表面4遍，每刷完一遍涂料，在电热鼓风烘箱中烘干20分钟，温度设置在60℃，待无涂料滴落时，将变速器箱体泡沫件放置在撒砂机上均匀撒莫来石砂，然后浸泡在氯化铝溶液中硬化20分钟，室温静置干燥2.5小时，重复上述操作三次后，之后静置空干5小时，环境温度26℃，相对湿度50％，风速5m/s，均匀撒三遍莫来石砂，第一遍莫来石砂粒度50目，第二遍为莫来石砂粒度40目，第三遍莫来石砂粒度30目；

s4：烘培：将干燥硬化后的模壳推入焙烧炉内焙烧，焙烧温度1100℃，焙烧时间2.5小时，出炉后将模壳静置50分钟，待温度降至室温时，将整个模壳中的碳灰吹去；

s5：熔炼与浇注：将烘培后的变速器箱体埋于干砂中振动紧实，然后抽空真空，使得压力控制在0.05mpa，然后将熔炼的坩埚进行预热至暗红状态，再在其底部撒上一层覆盖剂，并将事先烘干的美合金锭放入到坩埚内，坩埚为钢制坩埚，然后再在美合金锭上撒上一定量的覆盖剂，覆盖剂为mgcl2和caf2的混合物，将坩埚放入电阻炉内，并通入保护气体，保护气体成分为co2和0.3％sf6，温度控制在750℃，保温0.6小时，停炉至浇注温度680℃，扒去金属液表面的熔渣，进行浇注，浇注完成后，在浇注杯上撒上覆盖剂，待冷却凝固后开箱、切除冒口和喷漆，获得铸件；

s6：微弧氧化：将铸件用去离子水清洗4分钟，阳极铝线与铸件相连，不锈钢板做阴极浸入电解液中，电解液成分是：6g/lna2sio3，2g/lnaf和2g/lnaoh，加入适量水搅拌均匀，ph值控制在7，反应时间控制在12分钟，电流密度3a/d㎡，频率为300hz，占空比为45％，反应结束后，断电取出铸件，冲洗吹干20分钟，既可以获得表层附着有一层致密的al2o3氧化膜的镁合金变速器箱体铸件。

根据实施例一、二、三的实验结果通过abaqus求解器对模型进行求解，得出应力分布图总结得出：最佳实施方案为实施例二。

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。