专利名称：抗疲劳铝合金发泡模铸件的加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种抗疲劳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，提供一种抗疲劳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
高耐热铝合金发泡模的加工工艺，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彡O. 5%、Fe ( O. 5%、Cu 3. 6-4. 5%、MnO. 40-0. 8%、Mg1. 2-1. 6%、Cr ( O. 1%、Zn ( O. 25%、Ti ( O. 15%、La O. 04-0. 06%、CeO. 05-0. 08%、Y O. 03-0. 04%，其余为Al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，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710-730°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670-720°C，铸造速度控制36-42mm/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320-340°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350-380°C，并保温度5_6h ;再降温至150_170°C下保温3_4h，空冷至室
温即可。所述的覆盖剂为40-50%的凹凸棒土和50-60%的硼砂组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得氯化钠5-8、氟化钙3-5、碳酸钾3-5、石墨粉5-8、氟硅酸钠8-10、氧化镁 5-8、海泡石 8-10、树木灰 5-8、NaBF4 8-10、NaF 5-8 ；
所述的精炼剂制备方法如下
a、将上述重量份的海泡石用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、将海泡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La、Ce、Y，可以减少合金中的含氢量以及合金屈服的各向异性，明显提高合金塑性和耐疲劳性能，同时也能提高合金的耐磨耐热性和高温强度。本发明加工出来的铝合金冰箱发泡模具铸件有良好的机械性能、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
抗疲劳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彡O. 5%、Fe ( O. 5%、Cu 3. 6-4. 5%、MnO. 40-0. 8%、Mg1. 2-1. 6%、Cr ( O. 1%、Zn ( O. 25%、Ti ( O. 15%、La O. 04-0. 06%、Ce
O.05-0. 08%、Y O. 03-0. 04%，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735°C，投料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710°C，铸造速度控制40mm/min，冷却水流量控制在1200 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330°C下，保温2. 5h，每小时80°C升温加热至550°C下保温7h，然后空气冷却，再每小时80°C升温加热至380°C，并保温度5h ;再降温至160°C下保温4h，空冷至室温即可。其中，所述的覆盖剂为40%的凹凸棒土和60%的硼砂组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得氯化钠7份、氟化钙4份、碳酸钾4份、石墨粉6份、氟硅酸钠8份、氧化镁7份、海泡石9份、树木灰6份、NaBF4 9份、NaF 8份；
所述的精炼剂制备方法如下
a、将上述重量份的海泡石用15%盐酸浸泡3小时,去离子水洗漆,再用10%氢氧化钠溶液浸泡4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在520°C下煅烧2。5小时，粉碎成纳米粉末；b、将海泡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. 412%、Fe O. 364%、Cu 4. 257%、Mn O. 649%、Mg1.498%、Cr O. 072%、Zn O. 206%、Ti O. 098%、La O. 053%、Ce O. 066%、Y O. 037%,其他杂质元素合计O. 114%、其余为Al ;力学性能为抗拉强度442Mpa，0. 2%屈服强度336Mpa，伸长率13%，弹性模量66Gpa。
权利要求
1.一种抗疲劳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彡O. 5%、Fe ( O. 5%、Cu 3. 6-4. 5%、MnO.40-0. 8%、Mg1. 2-1. 6%、Cr ( O. 1%、Zn ( O. 25%、Ti ( O. 15%、La O. 04-0. 06%、CeO.05-0. 08%、Y O. 03-0. 04%，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，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710-730°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670-720°C，铸造速度控制36-42mm/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320-340°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350-380°C，并保温度5_6h ;再降温至150-170°C下保温3_4h，空冷至室温即可。
2.根据权利要求1所述的高耐热铝合金发泡模的加工工艺，其特征在于，所述的覆盖剂为40-50%的凹凸棒土和50-60%的硼砂组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得氯化钠5-8、氟化钙3-5、碳酸钾3-5、石墨粉5-8、氟硅酸钠8_10、氧化镁5_8、海泡石8-10、树木灰 5-8、NaBF4 8-10、NaF 5-8 ； 所述的精炼剂制备方法如下 a、将上述重量份的海泡石用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、将海泡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
本发明公开了一种抗疲劳铝合金发泡模铸件的加工工艺，其包括配料、熔炼、浇铸、热处理四个步骤。本发明铝合金中添加了适量的稀土元素La、Ce、Y，可以减少合金中的含氢量以及合金屈服的各向异性，明显提高合金塑性和耐疲劳性能，同时也能提高合金的耐磨耐热性和高温强度。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C22C21/18GK103014463SQ20121050357
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月1日 优先权日2012年12月1日
发明者朱余宏, 张见华 申请人:滁州晨润工贸有限公司