一种6XXX系铝合金压铸成型模具及压铸工艺的制作方法

本申请涉及压铸成型的，尤其是涉及一种6xxx系铝合金压铸成型模具及压铸工艺。

背景技术：

1、随着新能源汽车的轻量化及5g通信的快速发展,在兼顾安全、舒适、智能的同时，节能是不遗余力发展的目标。节能最有效的方法之一便是减少整车重量，实现车辆轻量化，比如发动机壳体、刹车蹄、减震器壳体等结构都是结构轻量化的方向。而在结构轻量化的方向中，需要结构材料具有比重低、强度高、电导率高、且可焊接等特点。

2、6xxx系合金是以镁和硅为主要合金元素的铝合金，其主要强化相是镁和硅形成的金属间化合物mg2si，具有耐蚀性高、无应力腐蚀破裂倾向，焊接性能良好及强度良好等优点，因此，6xxx系合金已经成为汽车结构件轻量化,5g散热器及表面需阳极氧化等另配件的重点优选材料。

3、6xxx系合金的mg2/si中，mg/si比为1.73,且mg的含量在0.35-1.2、si的含量在0.2-1.3之间；线胀系数为(23.4-25.4)×10-6,收缩率高达1/100以上,且其液相流动性差，因而它的加工工艺通常定性为挤压,冷热锻或机加工等。部分轻量化的构件具有结构复杂等特点，6xxx系合金通过挤压、冷热锻等方式不易生产得到相应的结构件，因此怎样通过压铸成型的工艺方式得到结构复杂的结构件已经成为研发的热点。

技术实现思路

1、第一方面，为了能够通过压铸的工艺制备得到结构复杂的6xxx系合金结构件，并且具有较高的良品率，能够进行产业化生产，本申请提供一种6xxx系铝合金压铸成型模具。

2、本申请采用如下的技术方案：

3、一种6xxx系铝合金压铸成型模具，包括模具本体和砂芯，所述模具本体中设置有成型模腔，所述砂芯位于所述成型模腔中，所述模具本体上还设置有流道，所述流道将模具本体的进料口和成型模腔相连通，所述模具本体还包括有混合件，所述混合件为多孔隙结构且贯通混合件，所述混合件位于所述流道上，铝液经由所述混合件流入到成型模腔中。

4、通过采用上述技术方案，流道将成型模腔和模具的进料口相连通，并且混合件位于流道上，使得铝液会流经混合件，混合件具有较多的孔隙，且孔隙相互连通，从而形成流通孔道，铝液流经混合件时，能够让铝液变为半固态熔体，既有很好的流动性，又不失原材料的力学性能，经过压铸成型后，可以得到性能优异的结构件。进一步的，在混合件的作用下，不仅能够对铝液做进一步的过滤，还能够加大浇口面积，从而可以提高铸件的良品率，并且减少由于6xxx系铝液由于流动性差而导致的铸件不良的问题等，从而增加压铸的良品率。

5、可选的，所述混合件的厚度为0.5-6cm。

6、通过采用上述方案，在一定厚度的范围内，能够保证铝液的经过时间，从而保证了半固态化的效果。

7、可选的，所述砂芯表面设置有涂层，所述涂层包括有6-10wt％的石墨砂。

8、通过采用上述技术方案，另外，在砂芯表面的涂层中包括有石墨砂，石墨砂具有良好的吸收和分散模具中的热量的效果，在压铸时，铝液进入到模具中后并凝固，往往会在模具的某些区域形成缩孔或缩松，在补缩的过程中，会向模具中加入额外的铝液，以填补那些孔隙。而具有石墨砂涂层的砂芯具有一定的激冷效果，能够减缓铝液的凝固速度，使更多的铝液可以在更长的时间保持液态，从而有效的延长补缩时间。因此，在陶瓷蜂窝混合器和石墨砂涂层的配合下，使铝液半固态化，从而提升铝液的流动性，增加压铸成型的良品率，在石墨砂的激冷效果下，有效减轻铝液对砂芯的冲蚀，且延长浇筑系统的补缩时间，进一步提高压铸件的质量和生产稳定性。

9、可选的，所述模具本体内开设有安装槽，所述混合件安装于所述安装槽中。

10、通过采用上述技术方案，混合件安装于安装槽中，提高混合件在使用时的稳定性。

11、第二方面，本申请提供一种6xxx系铝合金压铸成型工艺。

12、一种6xxx系铝合金压铸工艺，包括以下步骤：

13、(1)将铝液进行精炼，以除渣除气；

14、(2)使用安装有上述方案中的成型模具的压铸机，将步骤(1)得到的铝液通过料筒和压射冲头推入到成型模具中，冷却后得到压铸件。

15、通过采用上述技术方案，将熔融的铝液进行精炼，除渣除气，进一步提纯铝液，减少渣块等进入到压铸模具中，从而减少压铸件不良产品的产生，然后通过压铸机进行压铸成型，并且压铸机具有上述方案的成型模具，因此在压铸时，混合件能够对铝液进一步的过滤，并且使铝液呈半固态化，从而提升铝液的流动性，进而提高了压铸生产的良品率；并且，砂芯表面的涂层中具有石墨砂，其具有良好的激冷效果和适合的热膨胀性，能够延长浇筑系统的补缩时间，进一步提升压铸件的质量。

16、可选的，所述步骤(2)中压铸机的压射冲头选自金属自润滑基材的压射冲头。

17、通过采用上述技术方案，使用自润滑压射冲头，它具有压射过程中无需添加润滑剂的特点，压铸中添加的润滑剂容易因为高温而产生气体，进入到模具中对压铸件的质量有较大的影响，因此使用自润滑压射冲头可以避免因为润滑剂而产生气体的情况，从而进一步的提高压铸的良品率。

18、可选的，所述步骤(2)中压铸机的料筒内衬为陶瓷材料。

19、通过采用上述技术方案，料筒内衬为陶瓷材料，使得其具有良好的保温效果，可以降低铝液热量的损失，

20、可选的，所述步骤(2)中，铝液的温度在640-670℃之间。

21、可选的，所述步骤(2)中压铸机的压铸参数如下：模具温度200-220度，四段射出速度分别为0.08m/s、0.18m/s、0.28m/s、0.3m/s，高速acc压为11.2mpa，增压acc压为7.8mpa。

22、综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：

23、1.现有技术中，6xxx系合金由于流动性差和收缩率高的特点，而不适用于压铸成型的工艺；而本申请中通过在成型模具中安装多孔隙的混合件，铝液压入模具中时，混合件能够让液态铝液变为半固态熔体，并且加大浇口面积，因此能够减少因为铝液流动性差而造成铸件不良的情况；而砂芯涂层中具有石墨砂，可以延长系统的补缩时间，解决了6xxx系铝合金收缩率大而导致难脱模、易缩裂等问题；

24、2.压铸机的料筒内衬为陶瓷材料，有这良好的保温效果，可以降低铝液热量的损失，因此不需要过分提高熔炼温度，并且陶瓷材料也能够有效避免熔融铝液的污染。

技术特征：

1.一种6xxx系铝合金压铸成型模具，包括模具本体和砂芯，所述模具本体中设置有成型模腔，所述砂芯位于所述成型模腔中，所述模具本体上还设置有流道，所述流道将模具本体的进料口和成型模腔相连通，其特征在于，所述模具本体还包括有混合件，所述混合件为多孔隙结构且贯通所述混合件，所述混合件位于所述流道上，铝液经由所述混合件流入到成型模腔中。

2.根据权利要求1所述的一种6xxx系铝合金压铸成型模具，其特征在于，所述混合件的厚度为0.5-6cm。

3.根据权利要求1所述的一种6xxx系铝合金压铸成型模具，其特征在于，所述砂芯表面设置有涂层，所述涂层包括有6-10wt%的石墨砂。

4.根据权利要求1所述的一种6xxx系铝合金压铸成型模具，其特征在于，所述模具本体内开设有安装槽，所述混合件安装于所述安装槽中。

5.一种6xxx系铝合金压铸工艺，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种6xxx系铝合金压铸工艺，其特征在于，所述步骤（2）中所使用的压铸机中，料筒内衬为陶瓷材质。

7.根据权利要求5所述的一种6xxx系铝合金压铸工艺，其特征在于，所述步骤（2）中压铸机的压射冲头选自金属自润滑基材的压射冲头。

8.根据权利要求5所述的一种6xxx系铝合金压铸工艺，其特征在于，所述步骤（2）中，铝液的温度在640-670℃之间。

9.根据权利要求5所述的一种6xxx系铝合金压铸工艺，其特征在于，所述步骤（2）中压铸机的料筒内衬为陶瓷材料。

10.根据权利要求5所述的一种6xxx系铝合金压铸工艺，其特征在于，所述步骤（2）中压铸机的压铸参数如下：模具温度200-220度，四段射出速度分别为0.08m/s、0.18m/s、0.28m/s、0.3m/s，高速acc压为11.2mpa，增压acc压为7.8mpa。

技术总结
本申请涉及压铸成型的技术领域，公开了一种6XXX系铝合金压铸成型模具及压铸工艺，成型模具包括模具本体和砂芯，所述模具本体中设置有成型模腔，所述砂芯位于所述成型模腔中，所述模具本体上还设置有流道，所述流道将模具本体的进料口和成型模腔相连通，所述模具本体还包括有混合件，所述混合件为多孔隙结构且贯通混合件，所述混合件位于所述流道上，铝液经由所述混合件流入到成型模腔中。

技术研发人员：王声华,王声凯,蔡远新,汤鑫超
受保护的技术使用者：厦门市佳嘉达机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1