一种铝镁合金构件的成型方法与流程

文档序号:11293884阅读:257来源:国知局
本发明涉及合金成型技术领域,具体涉及一种铝镁合金构件的成型方法。

背景技术:
铝是有色金属中最常用的金属,纯铝具有优良的导电和导热性能,是电工器材中重要原料之一,其表面有一薄层几乎透明而致密的氧化膜保护,表面有光泽,在大气、淡水及氧化性酸类介质中有良好的耐蚀性,以铝为基加入各种合金元素组成各种作为结构材料的铝合金,力学性能得以改善。其中,铝镁合金由于其力学性能优异、抗腐蚀性能好,以及加工后表面光亮而受到青睐,但是铝镁合金中含有一定量的镁,熔融镁与空气中的氧、水或蒸汽接触使,会发生氧化反应,因此加大了熔炼的难度。并且,在铝镁合金成型过程中,铝镁合金熔体的流变特性随杂质含量、铸型结构、温度场等的变化十分敏感,尤其对大型复杂薄壁合金构件,传统的重力铸造方法容易出现浇不足、冷隔等缺陷,难以获得外形轮廓完整的铸件。进一步的,对于复杂结构件的铸造,由于熔体传热的相互影响,各部分冷却条件不同,温度场非稳态变化,一方面,使得凝固过程难以控制,进而构件易出现缩松、偏析等现象,导致铸件质量不稳定,另一方面,导致铸件各部分凝固收缩不一致,内应力较高,构件易出现变形和开裂等现象,进而不能保证构件的尺寸精度。

技术实现要素:
本发明为解决上述技术问题,提供一种铝镁合金的成型方法。具体通过以下方案得以实现:一种铝镁合金构件的成型方法,包括以下步骤:(1)合金液的制备:在SF6和CO2混合气体保护条件下,对铝合金加热熔解成液体状态,所述加热熔解采用三阶段式升温至800-850℃,得铝合金熔体,采用石墨棒搅拌,搅拌期间吹入惰性气体,气压为0.2-0.3MPa,气体流量为2-3L/min,吹气1-5min后,伴随惰性气体将金属粉末材料吹入铝合金熔体中,使得合金液所含成分的质量分数百分比为锰0.01-0.30%,钛0.05-0.35%,铬0.03-0.42%,镁5.8-8%,锌5.8-5.9%,硅≤0.15%,铜≤0.008%,镍≤0.005%;铁≤0.25%,余量为铝;控制合金液降温速率为5-15℃/min,降至合金液温度为630-680℃;(2)在温度为630-680℃条件下,向步骤(1)所得的合金液采用惰性气体吹喷精炼剂进行保温30±10min,精炼剂用量为熔体质量0.013-0.015%;(3)将步骤(2)所得的合金液冷却至凝固温度,再快速加热至440-460℃,将其经低压铸造浇注,即得成品,其中,充型速度为15-30mm/s,结晶压力为3.8-4.2kg/cm2,保压时间为20-30s。所述SF6和CO2混合气体,其SF6的含量为混合气体总量0.3-0.5%。所述三阶段式升温至800-850℃,是将铝合金先升温至380-420℃,保温1-2h,再升温至680-700℃,保温0.5-1h,再升温至800-850℃。所述精炼剂,按如下重量百分比的组分组成:3-8%氟化钙、6-10%氟硅酸钠、5-10%石墨、0.5-1.5%镧、25-35%硫化钙,余量为氯化钠。所述精炼剂的制备方法为:将硫化钙、氯化钠、石墨混合均匀并加热至700℃,获得粉末A;将氟化钙和氟硅酸钠混合均匀并加热至600℃,获得粉末B;将粉末A、粉末B和镧混合均匀后,置于温度为50-100℃下烘干1-3h,经研磨、过40-100目筛,得精炼剂。所述铸造使用的铸模,其预热温度为210-230℃。所述浇注使用的浇注系统,其为底注开放式,并在铸件顶部设置两个排气孔。所述铸造使用的型腔,其表面喷涂涂料,所述涂料厚度为0.1-0.3mm。所述涂料按重量份如下的组分组成:30-50份耐火填料、4-7份分散剂、1-3份添加剂;所述耐火填料由纯锆砂、纯镁砂、金刚石按重量比为(1-3)∶(2-3)∶1的比例混合而成;所述分散剂为乙醇、甲醇、异丙醇、正丁醇中的任意一种;所述添加剂为造纸黑液、聚氧乙烯烷基醇醚、苯甲酸钠按重量比为(14-16)∶(1-3)∶5的比例组成。所述涂料的制备方法为:将耐火填料在温度为800-1000℃条件下烧结1-2h,冷却至常温,研磨加水,使得粉料重量占总物料量为25-30%,然后加入分散剂,在温度为40-60℃条件下进行搅拌至均匀,搅拌过程中缓慢加入添加剂。所述铸造使用的砂型为树脂砂,其中树脂砂由呋喃树脂、原砂、改性粘结剂制成;所述原砂的湿度小于1%,含泥量为0.01-0.03%;所述改性粘结剂是将硅烷偶联剂加入浓度为30%的有机磺酸溶液中活化30min,所述有机磺酸溶液用量为硅烷偶联剂用量250-280倍。所述树脂砂的制备方法:是将原砂与呋喃树脂混合均匀后,加入改性粘结剂混合均匀,置于温度为20-30℃条件下硬化,所述原砂与呋喃树脂重量比为50∶1,所述改性粘结剂用量占树脂重30-50%。本发明的有益效果1、本发明方法降低了金属烧损量,节约了金属,通过合理的制备合金液,增加金属熔化率,再结合合理的低压铸造浇注工艺的参数控制,降低了金属在该阶段的熔化量,进而提高了金属利用率。2、本发明方法通过对合金进行合理的成分搭配,优化了其结构,进一步通过熔炼工艺,有效防止了材料在熔炼和浇注过程中易氧化现象,再进一步通过控制浇注参数,使得铸型的预热温度不需要高温的前提下,降低了合金的内应力,进而节约了能源,又防止了浇不足、裂纹以及尺寸超差等铸造缺陷。3、本发明方法的工艺周期短、工艺成本低。4、采用本发明方法形成的构件,其具有优良的组织结构、机械性能、气密性、耐压性,其尺寸精度高、变形量小、表面光滑平整、表面夹渣少、表面无针孔及缩松缺陷,且具有优良的缩孔率。具体实施方式下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定,但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。实施例1一种铝镁合金构件的成型方法,包括以下步骤:步骤1:涂料的原料准备及制备方法(1)原料准备:按重量如下的组分组成:40kg耐火填料、5kg分散剂、2kg添加剂;其中,耐火填料由纯锆砂、纯镁砂、金刚石按重量比为3∶2∶1的比例混合而成;分散剂为乙醇、甲醇、异丙醇、正丁醇中的任意一种;添加剂为造纸黑液、聚氧乙烯烷基醇醚、苯甲酸钠按重量比为15∶2∶5的比例组成;(2)制备方法:将耐火填料在温度为800℃条件下烧结2h,冷却至常温,研磨加水,使得粉料重量占总物料量为26%,然后加入分散剂,在温度为60℃条件下进行搅拌至均匀,搅拌过程中缓慢加入添加剂;步骤2:树脂砂的原料准备及制备方法(1)原料准备:树脂砂由呋喃树脂、原砂、改性粘结剂制成;其中,原砂的湿度小于1%,含泥量为0.02%;改性粘结剂是将硅烷偶联剂加入浓度为30%的...
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