一种镁合金异形零件的复合挤压铸造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种儀合金异形零件的复合挤压铸造方法，属儀合金异形零件的制备 及应用的技术领域。
【背景技术】
[0002] 儀合金在汽车、电子通信、航空航天、和国防军事领域具有极其重要的应用价值和 广阔的应用前景，被誉为21世纪绿色工程材料。
[0003] 目前，儀合金深加工产品大多数是通过铸造方法获得，儀合金的铸造成型，可采用 砂型铸造、金属型铸造及压力铸造，砂型铸造工艺成品率低、易产生显微缩松而降低力学性 能，金属型铸造虽然克服了砂型铸造工艺的一些缺点，但生产效率低，不适合大批量生产。
[0004] 压力铸造是液态或半液态金属在压力作用下，充填铸模型腔，在压力下快速凝固 成型获得铸件，可W成型薄壁、形状复杂、轮廓清晰的铸件；由于压力铸造是儀合金液高速 充填铸模型腔，弥散状态的金属流与型腔内的空气高度混合，在压铸件内形成弥散分布的 气孔，严重影响铸件的性能，因此，压铸件一般不能进行热处理强化。 阳〇化]挤压铸造技术为儀合金的成型提供了一种有效的方法，它是对诱入铸型型腔内的 液态金属施加较高的机械压力，并使其成型和凝固而获得铸件；目前，传统挤压铸造技术分 为直接挤压铸造和间接挤压铸造，直接挤压铸造是将液态金属直接诱入金属模具内，随后 合模，实现金属液充填流动，使金属液充填全部型腔，继续升压和保压使铸件凝固，冷却后 脱模，完成铸造；随着技术的发展，儀合金异形、复杂零件较多，液态金属在铸造充型过程中 加压凝固难度大，尤其是角部、边缘部位和异形结构部位，很难进行加压凝固，致使铸件形 成缩松和缩孔，对铸件的质量造成很大的危害；还有的采用间接挤压铸造，用成型压头，将 儀合金液挤入模具型腔内，由压头和凹模组成的内诱道将压力传递到铸件上，但压头只是 部分加压铸件，铸件的金相组织结构的致密性较低，而且金属液注入模腔后，随着金属液充 填流动，金属液溫度已经下降，诱道部分也已开始凝固，传递压力效果不好，因此铸件经常 有缩孔和缩松现象；儀合金是一种有色轻金属合金，比重小、易氧化、铸造过程中易蒸发，也 严重影响了铸造质量。
【发明内容】
[0006] 发明目的
[0007] 本发明的目的是针对【背景技术】的状况，在儀合金异形零件的铸造中采用复合挤压 铸造的方法，经真空炉烙炼儀合金液、模具内诱铸、复合挤压，制成儀合金异形零件，全过程 用氣气进行保护，W消除铸件的缩孔、缩松现象，改善铸件的金相组织结构，提高儀合金铸 件的力学性能。 阳00引技术方案
[0009] 本发明使用的化学物质材料为：儀合金、无水乙醇、石墨润滑油、氧化儀脱模剂、氣 气，其准备用量如下：W克、毫升、厘米3为计量单位
[0010]
[0011] 复合挤压铸造方法如下：
[0012] (1)制造复合挤压铸造模具
[0013] 复合挤压铸造模具用热作模具钢4化5MoSiVl制造，凸模挤压表面、凹模型腔表面 粗糖度均为：RaO. 08-0. 16ym;
[0014] 似烙炼儀合金液
[0015] 儀合金的烙炼是在真空烙炼炉内进行的，是在中频感应加热、抽真空、氣气底吹中 完成的；
[0016] ①清理真空烙炼炉相蜗，用金属伊、金属刷清理烙炼相蜗，使表面清洁；
[0017] ②用无水乙醇清洗相蜗内表面，使其洁净，然后惊干； 阳01引③切制儀合金块，将儀合金块用机械进行切制，成20mmX20mmX10mm的金属块；
[0019]④预热儀合金块，将切制的儀合金块置于预热炉内，进行预热，预热溫度为150°C， 备用；
[0020] ⑥烙炼儀合金液
[0021] 将预热后的儀合金块置于真空烙炼炉的烙炼相蜗内，关闭真空烙炼炉，并密闭； 阳02引开启真空累，抽取炉内空气，使炉内压强兰10化；
[0023] 开启真空烙炼炉加热器，开始加热，加热溫度250°C±5°C;
[0024] 当溫度升至250°C时，在石墨相蜗底部通入氣气底吹管，向相蜗内输入氣气，氣气 底吹速度2000cmVmin，使炉内压强保持在0. 05Mpa，并由出气管阀调控； 阳0巧]继续加热烙炼，烙炼溫度650°C±5°C，在此溫度恒溫保溫15min;
[0026] (3)复合挤压铸造
[0027] 儀合金异形零件的复合挤压铸造是在挤压铸造机上进行的，是在复合挤压铸造模 具内，儀合金液在氣气保护下进行充填、保压、复合挤压、保压、脱模，成型为儀合金异形零 件；
[0028] ①安装复合挤压铸造模具
[0029] 将复合挤压铸造模具的凹模置于挤压铸造机的下工作台上，并与挤压铸造机的料 缸、顶杆、压射杆垂直连接；
[0030]将挤压铸造模具的凸模置于挤压铸造机的上部，通过凸模板将其固定在挤压铸造 机的活动型板上；
[0031] 将上部推杆连接在挤压铸造机的脱模油压缸上；
[0032] 调整下部压射杆与上部推杆在同一中屯、线上；
[0033] ②预热料缸、挤压铸造模具
[0034]开启挤压铸造机的加热器，预热料缸、挤压铸造模具，预热溫度为200°C，输料管预 热溫度为630°C;
[0035] ③将石墨润滑油lOOmL注入料缸与顶杆之间的间隙中，进行润滑；
[0036] ④将氧化儀脱模剂150mL均匀地喷涂在挤压铸造模具的凹模、凸模表面，涂层厚 度 0. 02mm;
[0037] ⑥合模，当推板接触凹模时，通过推板上的进气孔向模具中注入氣气，氣气注入速 度为50cmVs，注入时间为20s，然后停止输入氣气；
[0038] ⑧通过真空烙炼炉上的供料器将儀合金液注入到料缸的液腔内；
[0039] ⑦挤压铸造机下部的压射杆、顶杆推动儀合金液进入凹模型腔，下部顶杆加压，压 力为20Mpa，恒压保压时间5s;
[0040] ⑨挤压铸造机上部的脱模油压缸拉动上部推杆上移，推杆通过顶出板及连接导柱 拉动推板上移，当上顶出板接触上限位块后，脱模油压缸停止运动，挤压铸造机主油缸施 压，推动凸模继续运动与凹模进行合模，使凸模进入凹模，压紧，上部的主油缸进行保压，保 压压力为70MPa，保压时间30s;
[0041] ⑨挤压铸造机上部的主油缸拉动凸模板开模，脱模油压缸顶压，推动推板顶出儀 合金异形零件；
[0042] ⑩冷却，儀合金异形零件在氣气保护下冷却至25°C ; 阳0创 （4)清理铸件
[0044] 将儀合金异形零件置于钢质平板上，用机械清理儀合金异形零件各部及周边； 柳45] 妨清洁铸件
[0046] 将清理后的儀合金异形零件置于钢质平板上，用砂纸打磨内孔及表面，然后用无 水乙醇洗涂，洗涂后惊干，即终产物儀合金异形零件；
[0047] (6)检巧U、分析、表征
[0048] 对制备的儀合金异形零件的形貌、色泽、金相组织结构、力学性能进行检测、分析、 表征；
[0049] 用金相分析仪进行金相组织分析；
[0050] 用微机控制的电子万能试验机进行抗拉强度分析；
[0051] 结论：儀合金异形零件金相组织致密性好，抗拉强度达ISOMPa。
[0052] 有益效果
[0053] 本发明与【背景技术】相比具有明显的先进性，是针对儀合金异形零件铸造中的缩孔 缩松现象严重、金相组织结构致密性差的情况，采用复合挤压铸造的方法，先制备复合挤压 铸造模具，儀合金液全过程进行气体保护，经真空炉烙炼儀合金液、诱铸、复合挤压铸造，制 成儀合金异形零件，此制备方法工艺先进，数据精确翔实，复合挤压铸造的儀合金异形零件 形状精确，金相组织致密性好，无缩孔、缩松现象，抗拉强度达ISOMPa，是先进的的儀合金异 形零件的复合挤压铸造方法。
【附图说明】
[0054] 图1、儀合金异形零件主视图； 阳化5] 图2、儀合金异形零件侧视图；
[0056] 图3、图1的A-A剖面图；
[0057] 图4、复合挤压铸造模具主视图；
[0058] 图5、图4的左侧视图；
[0059] 图6、图4的俯视图； W60] 图7、图5的B-B剖面图； W61] 图8、推板结构图； W62] 图9、图8的C-C剖面图
[0063] 图10、复合挤压铸造模具安装状态图；
[0064] 图11、复合挤压铸造模具开模状态图； 阳0化]图12、复合挤压铸造模具合模、注入保护气体状态图；
[0066] 图13、复合挤压铸造注入金属液状态图；
[0067] 图14、儀合金液充填模具型腔保压状态图；
[0068] 图15、儀合金异形零件复合挤压、保压状态图；
[0069] 图16、儀合金异形零件复合挤压后开模状态图；
[0070] 图17、儀合金异形零件复合挤压后脱模状态图；
[0071] 图18、儀合金异形零件横切面金相组织形貌图；
[0072] 图中所示，附图标记清单如下：
[0073] 1、异形零件，2、圆环孔，3、凸模，4、凹模，5、推杆，6、凸模板，7、上限位块，8、下限位 块，9、模架，10、推板，11、上顶出板，12、下顶出板，13、左连接导柱，14、右连接导柱，15、左导 柱，16、右导柱，17、凸模框，18、电阻加热孔，19、螺栓，20、销轴，21、料缸加热保溫套，22、凹 模型腔，23、料缸，24、儀合金液，25、顶杆，26、复合挤压间隙，27、液腔，28、主油缸，29、脱模 油压缸，30、活动型板，31、复合挤压铸造模具，32、测溫装置，33、下工作台，34、压射杆，35、 加热槽，36、输料管加热保溫套，37、输料管，38、排气孔，39、进气孔，40、氣气通道，41、氣气， 42、氣气管，43、氣气阀，44、氣气瓶
【具体实施方式】
[0074]W下结合附图对本发明做进一步说明：
[00巧]图1、2、3所示，为儀合金异形零件结构图，零件1中部有圆形孔2,两边亦有圆形 孔。
[0076] 图4、5