CN101537480A - 一种铝镁合金锅半固态成形压铸工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝镁合金锅半固态成形压铸工艺，其半固态熔炼采用流变浆料温控熔炼技术，在流变浆料温控熔炼时，通过电磁搅拌将金属树枝状的晶体打散形成球状晶体，改善了金属结晶状态，提高了铝镁合金锅金属结晶球化率，使铝镁合金锅具有高强度和高韧性，比传统铸造的铝镁合金锅重量轻而结实，半固态浆料的熔炼温度比传统铸造低，既节约了大量的能源消耗，还可延长压铸模具的寿命，铝镁合金锅表面不起泡、无针孔，且厚实部结晶致密，无铸造缺陷。本发明实现了铝镁合金锅半固态流变挤压成形，生产效率高，不仅提高了铸件的质量和材料利用率，产品的表面质量也得到提高，内在品质可媲美锻造产品、适合大批量生产，具有较大的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明属于金属材料半固态成形技术领域，涉及铝镁合金锅压铸技术，具体涉及一种铝镁合金锅半固态成形压铸工艺。
背景技术
现有技术铝镁合金锅的制造工艺基本采用砂型铸造，金属型铸造、压力铸造(即挤压铸造和高压铸造)这些铸造工艺存在着许多缺陷，例如：砂型铸造金属晶粒粗大，强度低；金属型铸造浇铸的浇冒口所占比重较大，成品铸件收得率低、造价高；压力铸造铸件金属结晶速度快，容易造成金属表面起泡、铸件中存在孔洞、疏松现象，成品率低。
半固态成形技术是目前比较先进的铸件成型技术，科研人员从半固态触变铸造(Thixocasting)的球化胚料(Slug)、再加热技术至流变铸造(Rheocasting)的半固态浆料(Slurry)，进行了多项实验，最终验证了半固态技术应用于大型铝合金铸件生产的可行性。自2005年起，使用铝镁合金材料的改良流变铸造法及大型的实时射控压铸机的产线，成功产出大型铸件，获得较传统铸造更好的机械性能，并有效做到了铸件轻量化。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝镁合金锅半固态成形压铸工艺，半固态熔炼采用的是流变浆料温控熔炼技术，流变浆料温控熔炼是通过电磁搅拌铝镁合金溶液，提高金属结晶球化率，细化晶粒，改善了压力铸件金属结晶过程中铸件填充状态，实现快速除气，防止了铸件内部气泡产生容易造成金属表面起泡、铸件中存在孔洞、疏松现象，及铸件成品率低的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种铝镁合金锅半固态成形压铸工艺，由下列工艺步骤实现：
A、铝镁合金材料熔炼：在熔炼炉内进行铝镁合金金属熔炼，熔炼温度为700～800℃；
B、用定量保温容器舀取铝镁合金溶液，将铝镁合金溶液倒入温度为650～700℃的保温炉内进行半固态料浆制备；
C、将挤压铸造模具预热至180～260℃，用石墨粉或脱模剂脱模；
D、将制备好的半固态铝镁合金料浆，置入挤压铸造模具后，以0.2～0.6mm/s的挤压速度，比压为40～160MPa的压力进行挤压铸造，然后保压30～60s后开模取件。
本发明所述的铝镁合金锅半固态成形压铸工艺，其特征还在于，
所述的半固态熔炼采用的是流变浆料温控熔炼技术。
所述的步骤B中铝镁合金半固态流变浆料温控熔炼时，采用的电磁搅拌电流为：12～25A，料浆冷却速度为5～60℃/s。
所述的步骤D中半固态铝镁合金料浆置入温度580～650℃。
所述的步骤D中开始加压时间为：4～10s。
采用本发明工艺半固态铝镁压铸成形的锅具有以下几项特点：
1、半固态流变挤压成形的铝镁合金锅金属结晶球化率高，加工性能好，导热速度快。
2、铝镁合金锅具有高强度、高韧性，比传统铸造轻量化，内在品质可媲美锻造产品。
3、半固态浆料的熔炼温度比传统铸造低，既节约了大量的能源消耗，还可延长所用压铸模具的寿命。
4、本发明改善了压力铸件金属结晶过程中铸件填充状态，实现快速除气，铸造的铝镁合金锅内部无气孔和表面不起泡、加工后无针孔，且其厚实部结晶致密，无铸造缺陷，大大减少了废品产生，提高了产品质量和产量。
5、本发明生产效率高，适合铝镁合金锅的大批量生产，具有较大的推广应用价值。
通过本发明工艺压铸成形的铝镁合金锅，实现了铝镁合金锅半固态流变挤压成形，不仅提高了铸件的质量和材料利用率，降低了能耗，还使铸件的整体组织较为致密，产品结实耐用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种铝镁合金锅半固态成形压铸工艺，由下列工艺步骤实现：
A、铝镁合金材料熔炼：在熔炼炉内进行铝镁合金金属熔炼，熔炼温度为700～800℃；
B、用定量保温容器舀取铝镁合金溶液，将铝镁合金溶液倒入温度为650～700℃的保温炉内进行半固态料浆制备；
C、将挤压铸造模具预热至180～260℃，用石墨粉或脱模剂脱模；
D、将制备好的半固态铝镁合金料浆，置入挤压铸造模具后，以0.2～0.6mm/s的挤压速度，比压为40～160MPa的压力进行挤压铸造，然后保压30～60s后开模取件。
所述的半固态熔炼采用的是流变浆料温控熔炼技术。
所述的步骤B中铝镁合金半固态流变浆料温控熔炼时，采用的电磁搅拌电流为：12～25A，料浆冷却速度为5～60℃/s。
所述的步骤D中半固态铝镁合金料浆置入温度为580～650℃。
所述的步骤D中开始加压时间为：4～10s。
本发明铝镁合金锅半固态成形压铸工艺，所述的半固态熔炼采用的是流变浆料温控熔炼技术，流变浆料温控熔炼，是直接将铝镁合金材料由熔融状态一面搅拌一面冷却至半固态。这种流变浆料的温控方式，很适合中小型铸件制造，尤其是铝镁合金锅铸造。
在保温炉中进行步骤B流变浆料温控熔炼时，电磁搅拌采用的电流为：12～25A，料浆冷却速度为5～60℃/s。通过电磁搅拌，将金属树枝状的晶体打散，形成球状晶体，改善了金属结晶状态，使铝镁合金锅具有高强度和高韧性，比传统铸造的铝镁合金锅重量轻而结实，内在品质可媲美锻造产品。
在进行步骤D时，将制备好的580～650℃半固态铝镁合金料浆置入挤压铸造模具，料浆置入后开始加压的时间为：4～10s，然后再以0.2～0.6mm/s的挤压速度，比压为40～160MPa的压力进行挤压铸造，挤压到位后保压30～60s后开模取件，得到半固态成形压铸铝镁合金锅坯料。
上述实施方式只是本发明的一个实例，不是用来限制本发明的实施与权利范围，凡依据本发明申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括在本发明申请专利范围内。
Claims (5)
1、一种铝镁合金锅半固态成形压铸工艺，其特征在于，由下列工艺步骤实现：
A、铝镁合金材料熔炼：在熔炼炉内进行铝镁合金金属熔炼，熔炼温度为700～800℃；
B、用定量保温容器舀取铝镁合金溶液，将铝镁合金溶液倒入温度为650～700℃的保温炉内进行半固态料浆制备；
C、将挤压铸造模具预热至180～260℃，用石墨粉或脱模剂脱模；
D、将制备好的半固态铝镁合金料浆，置入挤压铸造模具后，以0.2～0.6mm/s的挤压速度，比压为40～160MPa的压力进行挤压铸造，然后保压30～60s后开模取件。
2、根据权利要求1所述的铝镁合金锅半固态成形压铸工艺，其特征在于，所述的半固态熔炼采用的是流变浆料温控熔炼技术。
3、根据权利要求1和2所述的铝镁合金锅半固态成形压铸工艺，其特征在于，所述的步骤B中铝镁合金半固态流变浆料温控熔炼时，采用的电磁搅拌电流为：12～25A，料浆冷却速度为5～60℃/s。
4、根据权利要求1所述的铝镁合金锅半固态成形压铸工艺，其特征在于，所述的步骤D中半固态铝镁合金料浆置入温度580～650℃。
5、根据权利要求1所述的铝镁合金锅半固态成形压铸工艺，其特征在于，所述的步骤D中开始加压时间为：4～10s。
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