一种铝合金铸件的制备方法与流程

文档序号:34608670发布日期:2023-06-29 05:03阅读:387来源:国知局
技术简介:
本发明针对传统ZL101A铝合金导电率低、热处理易变形及成本高的问题,提出一种新型铝合金铸件制备方法。通过优化合金成分(含Si、Mg、Sr等元素)并采用低压铸造工艺,省去热处理环节,在保证力学性能的同时显著提升导电率,缩短生产周期并降低能耗。该方法有效解决了复杂薄壁铸件热处理变形、气泡缺陷等问题,实现高性能铝合金铸件的高效低成本制备。
关键词:铝合金低压铸造,高导电率合金

本发明属于铝合金制造领域,具体涉及一种铝合金铸件的制备方法。


背景技术:

1、在高压开关产品中,存在大量结构复杂的铝合金导电或者电连接类部件,此类部件目前基本采用zl101a铝合金进行铸造。该合金铸造性能好、成本低廉、弹性系数小、组织各项同性,具有中等强度的力学性能,适合大批量生产。

2、但zl101a铝合金的电导率一直没有得到明显提高,难以满足高压开关大容量、小型化和高导电率的发展需求。zl101a铝合金的电导率往往需要通过热处理进行控制,目前国内常规的铸造铝合金zl101a经t6(固溶处理+人工时效)热处理后导电率只有33~36%iacs(国际退火铜标准),经过t7(固溶处理+稳定化处理)处理后可以达到45%iacs,但是t6热处理后的zl101a铝合金的力学性能较高,经过t7热处理后力学性能相比t6却大幅下降。

3、此外,由于高压开关产品的内部零件的结构普遍是复杂的薄壁空腔类铸件,热处理时容易产生变形,铸件表面容易产生气泡,从而导致铸件报废。不仅如此,热处理设备占地面积较大,价格昂贵,并且热处理周期较长,生产制备成本高。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种铝合金铸件的制备方法,以解决现有技术的铝合金铸件铸造方法制备周期长、工艺复杂、成本高的问题。

2、为了达到以上目的,本发明的铝合金铸件的制备方法包括以下步骤:将铝合金熔液进行低压铸造;铝合金铸件由以下百分比的组分组成:si:1.7-1.9wt%、mg:0.4-0.6wt%、zn:0.05-0.1wt%、cu:0.4-0.6wt%、fe:0.05-0.1wt%、b:0.05-0.07wt%、mn:0.02-0.04wt%和sr:0.02-0.04wt%,余量为al和其他不可避免的杂质。

3、本发明的铝合金铸件的制备方法,取消了现有技术中处理周期长、工艺复杂的热处理工艺,避免了薄壁空腔类铸件在热处理时容易产生变形,铸件表面容易产生气泡从而导致铸件报废的问题,将原料熔炼之后转入保温炉进行低压铸造即可。本发明在保证铸件的导电性能和力学强度的同时,不仅使制得的铝合金铸件具有良好的伸长率,而且能够大幅缩短生产周期,降低生产成本。

4、优选的,低压铸造之前,模具温度预热至260-290℃。对模具进行预热,一方面可以防止铝合金熔液在铸造过程中因受冷凝固,导致成型困难、铸件产生裂纹等缺陷,另一方面还可以防止因为剧烈温度变化导致的模具损坏的情况。

5、优选的,低压铸造过程中,升液压力为1.5-1.7psi,升液时间为5-7s;充型压力为7-8psi,充型时间为10-15s;保压压力为20-24psi,保压时间为80-100s。通过对低压铸造过程中压力和时间的控制,保证铝合金熔液能够顺利进入模具并对整个模具内部实现充分填充,提高铸造成型的成品率。

6、优选的,在低压铸造过程中,充型之前将模具温度预热至260-290℃。对模具进行预热,一方面可以防止铝合金熔液在铸造过程中因受冷凝固,导致成型困难、铸件产生裂纹等缺陷,另一方面还可以防止因为剧烈温度变化导致的模具损坏的情况。

7、优选的,在低压铸造过程中,铝合金熔液向模具浇铸时,控制铝合金熔液的温度为710-730℃。浇铸完毕后,泄去保温炉内压力,取出模具中的铸件,在空气中冷却至室温。

8、优选的,铝合金熔液通过以下步骤得到:将原料进行熔化并搅拌均匀,加入精炼剂和变质剂进行反应。具体的,先升温至740-750℃使原料熔化,原料熔化后降温至710-730℃将其搅拌均匀。

9、进一步的,加入精炼剂和变质剂后的反应时间为15-25min。其中,所用的精炼剂为常规精炼剂,可以自制,也可以选择市售产品,例如,华中铝业生产的hz-wyj无烟精炼剂。本发明中选择锶作为变质剂,能够细化晶粒,与铝合金熔液中的其他元素(如硅、铁、铜等)结合形成弥散强化,降低其在合金中的固溶度,进而提高导电性能和力学强度。

10、进一步的,铝合金铸件有以下百分比的组分组成:si:1.8wt%、mg:0.5wt%、zn:0.1wt%、cu:0.5wt%、fe:0.1wt%、b:0.06wt%、mn:0.03wt%和sr:0.04wt%,余量为al和其他不可避免的杂质。原料选自工业纯铝、alsi50中间合金、纯镁、纯锌、alcu50中间合金、alfe20中间合金、alb中间合金、almn中间合金和铝锶中间合金。

11、优选的,低压铸造后,还可以对铝合金铸件进行机加工和表面抛光处理,以提电铝合金铸件的表面质量,使铝合金铸件能够满足使用要求。



技术特征:

1.一种铝合金铸件的制备方法,其特征在于:将铝合金熔液进行低压铸造;铝合金铸件由以下百分比的组分组成:si:1.7-1.9wt%、mg:0.4-0.6wt%、zn:0.05-0.1wt%、cu:0.4-0.6wt%、fe:0.05-0.1wt%、b:0.05-0.07wt%、mn:0.02-0.04wt%和sr:0.02-0.04wt%,余量为al和其他不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的铝合金铸件的制备方法,其特征在于:低压铸造过程中的保压压力为20-24psi,保压时间为80-100s。

3.根据权利要求2所述的铝合金铸件的制备方法,其特征在于:低压铸造过程中的充型压力为7-8psi,充型时间为10-15s。

4.根据权利要求1-3任一项所述的铝合金铸件的制备方法,其特征在于:在低压铸造过程中,充型之前将模具温度预热至260-290℃。


技术总结
本发明属于铝合金制造领域,具体涉及一种铝合金铸件的制备方法。本发明的铝合金铸件的制备方法包括以下步骤:对铝合金熔液进行低压铸造即可;铝合金铸件由以下百分比的组分构成:Si:1.7‑1.9wt%、Mg:0.4‑0.6wt%、Zn:0.05‑0.1wt%、Cu:0.4‑0.6wt%、Fe:0.05‑0.1wt%、B:0.05‑0.07wt%、Mn:0.02‑0.04wt%和Sr:0.02‑0.04wt%,余量为Al和其他不可避免的杂质。本发明在保证良好的力学性能和高导电率的同时,不仅使制得的铝合金铸件具有良好的伸长率,而且能够大幅缩短生产周期,降低生产成本。

技术研发人员:赵平,员飞,苗晓军,李凯,范艳艳,牛溪野,徐锦举,黄建伟,司晓闯,吕彦飞,庞亚娟,韩丽娟,王红超,李新刚,王亚祥,罗汉彬
受保护的技术使用者:河南平高电气股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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