本发明涉及镁合金熔模精铸技术领域,具体涉及一种镁合金铸件真空热处理工艺。
背景技术:
与其他金属材料类似,镁合金常用热处理来改善其使用性能及工艺性能,镁合金常用的热处理方法有退火、固溶处理及时效等。
镁合金可在空气中进行热处理,但当热处理温度超过400℃时,应在热处理时应采用保护气进行。常用的保护气包含三种气体,分别是六氟化硫、二氧化硫及二氧化碳。二氧化碳中加入0.5%~1.5%的六氟化硫可防止600℃以上的自然;六氟化硫较二氧化硫或二氧化碳更贵,但具有很强的“温室效应”。按体积算二氧化硫也比二氧化碳贵,但作为保护气氛所需要的二氧化硫体积仅为二氧化碳体积的1/6,因此,用二氧化硫作为保护气体的成本较低,效果也较好。因为使用二氧化硫作为保护气体在炉子系统中会生产腐蚀性的硫酸,因而采用二氧化硫要求经常清理炉子的控制装置、夹具以及更换炉子零件,对环境及人体均有伤害。此外,为了防止氧化及燃烧,有些厂家装炉时每立方米的炉膛体积内加入0.5~1.5公斤的硫铁矿或硫化亚铁,其目的是加热反应产生二氧化硫,保护铸件。
也就是说现有镁合金热处理工艺中会产生大量的二氧化硫气体,容易导致设备发生腐蚀的情况,此外产生的二氧化硫还会对厂房、人员造成很大危害,同时污染大气,对环保造成影响。
技术实现要素:
本发明旨在提供一种镁合金铸件真空热处理工艺,以解决现有镁合金热处理工艺中会产生大量的二氧化硫气体,容易导致设备发生腐蚀、会对厂房、人员造成很大危害、污染大气等问题。
本发明是通过如下技术方案予以实现的:
一种镁合金铸件真空热处理工艺,该工艺包括以下步骤:
(1)打开气泵和水泵,准备好两瓶高纯99.99%氩气并将氩气瓶接到充气管道上,打开氩气瓶开关,让氩气输出端气压在为3-8kg左右;
(2)打开锁圈并在锁圈开位灯亮时,打开放气阀,把大气放进炉体内,让炉体内外气压与外部大气气压相同;
(3)打开炉盖将炉门胶圈擦干净,并用气管吹掉炉内杂物,然后通过叉车将镁合金铸件装入加热炉的炉膛内;
(4)铸件放置后叉车离开并关闭炉盖并锁定锁圈实现炉内封闭;
(5)打开真空泵,抽真空0.5-2h,保证炉膛内气压为20-50Pa;
(6)打开充气阀向炉内注入惰性气体,充气后炉内压力要求为0.5-3MPa;
(7)根据工艺温度确定炉内温度,炉内温度升至预定值后对镁合金铸件加热1-5h;
(8)加热结束后打开锁圈,然后打开炉盖,通过叉车将铸件移出炉外即可。
所述步骤(8)中打开锁圈时需满足以下条件:
(8-1)观察气压表,若指针在0以上位置时,打开放气阀,让炉内压力和大气压力保持一致,再打开管道放气阀,2秒钟以后关闭管道放气阀,打开真空泵,抽真空20-35s,再往炉内充气至大气状态;
(8-2)观察气压表,若指针在0的位置,打开管道放气阀和真空泵,抽真空20-35s,再往炉内充气至大气状态;
(8-3)观察气压表,若指针在0以下位置,打开管道放气阀,2秒钟以后关闭管道放气阀,打开真空泵,抽30s左右,关闭真空阀,再往炉内充气至大气状态。
所述步骤(7)中的工艺温度为530±5℃时,炉内常温气压充到表压42Pa,热炉时充到40Pa。
所述步骤(7)中的工艺温度为425±5℃时,炉内常温气压充到表压38Pa,热炉时充到36Pa。
所述步骤(7)中的工艺温度为325±5℃时,炉内常温气压充到表压33Pa,热炉时充到31Pa。
所述步骤(7)中的工艺温度为200±5℃时,炉内常温气压充到表压28Pa,热炉时充到26Pa。
本发明的有益效果是:
与现有技术相比,本发明提供的镁合金铸件真空热处理工艺,无需使用六氟化硫、二氧化硫及二氧化碳等气体,也不需要加入防止氧化的硫铁矿,进而在热处理过程中不会产生二氧化硫腐蚀性气体,能有效保护设备避免发射腐蚀的情况,且对操作者的健康和环境保护都起到保护作用,减少了大气污染,节能环保;此外,经热处理后的铸件同样具有较好的塑性、稳定可靠的室温力学性能,能满足航空航天类镁合金铸件所用材料技术要求。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明,但所要求的保护范围并不局限于所述;
实施例1:
打开气泵和水泵,准备好两瓶高纯99.99%氩气并将氩气瓶接到充气管道上,打开氩气瓶开关,让氩气输出端气压在为8kg左右;打开锁圈并在锁圈开位灯亮时,打开放气阀,把大气放进炉体内,让炉体内外气压与外部大气气压相同;打开炉盖将炉门胶圈擦干净,并用气管吹掉炉内杂物,然后通过叉车将镁合金铸件装入加热炉的炉膛内;铸件放置后叉车离开并关闭炉盖并锁定锁圈实现炉内封闭;打开真空泵,抽真空2h,炉内常温气压充到表压42Pa,热炉时充到40Pa;打开充气阀向炉内注入惰性气体,充气后炉内压力要求为3MPa;根据工艺温度确定炉内温度,工艺温度为530±5℃,炉内温度升至预定值后对镁合金铸件加热5h;加热结束后打开锁圈,观察气压表,若指针在0以上位置时,打开放气阀,让炉内压力和大气压力保持一致,再打开管道放气阀,2秒钟以后关闭管道放气阀,打开真空泵,抽真空35s,再往炉内充气至大气状态,然后打开炉盖,通过叉车将铸件移出炉外即可。
实施例2:
打开气泵和水泵,准备好两瓶高纯99.99%氩气并将氩气瓶接到充气管道上,打开氩气瓶开关,让氩气输出端气压在为3kg左右;打开锁圈并在锁圈开位灯亮时,打开放气阀,把大气放进炉体内,让炉体内外气压与外部大气气压相同;打开炉盖将炉门胶圈擦干净,并用气管吹掉炉内杂物,然后通过叉车将镁合金铸件装入加热炉的炉膛内;铸件放置后叉车离开并关闭炉盖并锁定锁圈实现炉内封闭;打开真空泵,抽真空0.5h,炉内常温气压充到表压38Pa,热炉时充到36Pa;打开充气阀向炉内注入惰性气体,充气后炉内压力要求为0.5MPa;根据工艺温度确定炉内温度,工艺温度为425±5℃,炉内温度升至预定值后对镁合金铸件加热1h;加热结束后打开锁圈,观察气压表,观察气压表,若指针在0的位置,打开管道放气阀和真空泵,抽真空20s,再往炉内充气至大气状态,然后打开炉盖,通过叉车将铸件移出炉外即可。
实施例3:
打开气泵和水泵,准备好两瓶高纯99.99%氩气并将氩气瓶接到充气管道上,打开氩气瓶开关,让氩气输出端气压在为5kg左右;打开锁圈并在锁圈开位灯亮时,打开放气阀,把大气放进炉体内,让炉体内外气压与外部大气气压相同;打开炉盖将炉门胶圈擦干净,并用气管吹掉炉内杂物,然后通过叉车将镁合金铸件装入加热炉的炉膛内;铸件放置后叉车离开并关闭炉盖并锁定锁圈实现炉内封闭;打开真空泵,抽真空1h,炉内常温气压充到表压33Pa,热炉时充到31Pa;打开充气阀向炉内注入惰性气体,充气后炉内压力要求为1MPa;根据工艺温度确定炉内温度,工艺温度为325±5℃,炉内温度升至预定值后对镁合金铸件加热2h;加热结束后打开锁圈,观察气压表,若指针在0以下位置,打开管道放气阀,2秒钟以后关闭管道放气阀,打开真空泵,抽30s左右,关闭真空阀,再往炉内充气至大气状态,然后打开炉盖,通过叉车将铸件移出炉外即可。
实施例4:
打开气泵和水泵,准备好两瓶高纯99.99%氩气并将氩气瓶接到充气管道上,打开氩气瓶开关,让氩气输出端气压在为6kg左右;打开锁圈并在锁圈开位灯亮时,打开放气阀,把大气放进炉体内,让炉体内外气压与外部大气气压相同;打开炉盖将炉门胶圈擦干净,并用气管吹掉炉内杂物,然后通过叉车将镁合金铸件装入加热炉的炉膛内;铸件放置后叉车离开并关闭炉盖并锁定锁圈实现炉内封闭;打开真空泵,抽真空1.5h,炉内常温气压充到表压28Pa,热炉时充到26Pa;打开充气阀向炉内注入惰性气体,充气后炉内压力要求为1.2MPa;根据工艺温度确定炉内温度,工艺温度为200±5℃,炉内温度升至预定值后对镁合金铸件加热2h;加热结束后打开锁圈,观察气压表,若指针在0以下位置,打开管道放气阀,2秒钟以后关闭管道放气阀,打开真空泵,抽30s左右,关闭真空阀,再往炉内充气至大气状态,然后打开炉盖,通过叉车将铸件移出炉外即可。
上述实施例仅为本发明的几个较佳实施例,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的技术方案基础上所作出的变形、修饰或等同替换等,均应落入本发明的保护范围。