CN103014449A - 高强度铝合金发泡模铸件的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度铝合金发泡模铸件的加工工艺，其包括配料、熔炼、浇铸、热处理、挤压成型五个步骤。本发明铝合金中添加了适量的稀土元素Ce、Nd、Ld，能提高合金的延展性，同事还能提高合金的耐热耐磨性和高温强度。本发明加工出来的铝合金冰箱发泡模铸件具有良好的机械性能、强度高，耐热性好、可使用性好，内部组织致密性好，不存在气孔和起皮缺陷，耐磨性好，抗腐蚀性能、抗氧化性好，膨胀系数小等优点。

Description

高强度铝合金发泡模铸件的加工工艺

技术领域

本发明涉及一种高强度铝合金发泡模铸件的加工工艺，属于铝合金材料加工技术领域。

背景技术

 冰箱发泡模作为冰箱生产的制造的一个重要模具，其加工制造的好坏，将直接关系到整个产品的优劣，甚至会影响整个产品制造的成败。目前可作为冰箱发泡模的材料有金属和非金属两类，采用金属制做的发泡模无疑能运用于大批量及高速生产中，发泡模金属材料有铝、铜、低熔点合金、镍、铁、锌合金等。其中铝合金制做的发泡模应用最广泛，其具有导热性能好、容易调节模具温度，不易生锈和被腐蚀，容易维修、保管、造价低廉、制做时间段等优点。但是铝合金发泡模还存在着质软、强度低、内部组织致密性差等缺点，因此，急需研发一种高性能的铝合金冰箱发泡模。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高强度铝合金发泡模铸件的加工工艺，提高铝合金冰箱发泡模的综合性能。

本发明采用的技术方案如下：

    高强度铝合金发泡模铸件的加工工艺，包括以下步骤：

    （1）配料

按照元素质量百分数满足如下要求：Si 0.8-1.5%、Fe≤0.5%、Cu≤0.1%、Mn 0.60-1.2%、Mg 1.0-1.5%、Cr≤0.25%、Zn≤0.25%、Ti≤0.15%、Ce 0.03-0.06%、Nd 0.02-0.05%、Ld 0.04-0.06%，其他杂质元素合计≤0.15%、其余为Al，进行配料；

    （2）熔炼

将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在720-750℃，投料40-60min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在710-740℃条件下静置保持20-30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；

    （3）浇铸

铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在680-715℃，铸造速度控制30-42mm/min，冷却水流量控制在1050-1250 l/min；

    （4）热处理

对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下：先升温至310-330℃下，保温2-3h，每小时70-90℃升温加热至520-540℃下保温6-8h，然后空气冷却，再每小时60-80℃升温加热至360-380℃，并保温度5-6h；再降温至150-170℃下保温3-4h，空冷至室温即可。

     所述的覆盖剂为40-50%的硼砂和50-60%的长石组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得：氯化钾5-8、氟化钡3-5、氯化钠3-5、石墨粉5-8、NaBF₄ 8-10、氧化镁5-8、蛭石8-10、树木灰 5-8、Na₂TiF₆ 8-10、碳酸钙 5-8；

所述的精炼剂制备方法如下：

a、将上述重量份的蛭石用10-15%盐酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530℃下煅烧2-3小时，粉碎成纳米粉末；

b、将蛭石以外的各原料加热熔融后，澄清1-2小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒；

c、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。

本发明的有益效果：

本发明铝合金中添加了适量的稀土元素Ce、Nd、Ld，能提高合金的延展性，同事还能提高合金的耐热耐磨性和高温强度。本发明加工出来的铝合金冰箱发泡模具铸件有良好的机械性能、强度高，耐热性好、可使用性好，内部组织致密性好，不存在气孔和起皮缺陷，耐磨性好，抗腐蚀性能、抗氧化性好，膨胀系数小等优点。

具体实施方式    

    高强度铝合金发泡模铸件的加工工艺，包括以下步骤：

    （1）配料

按照元素质量百分数满足如下要求：Si 0.8-1.5%、Fe≤0.5%、Cu≤0.1%、Mn 0.60-1.2%、Mg 1.0-1.5%、Cr≤0.25%、Zn≤0.25%、Ti≤0.15%、Ce 0.03-0.06%、Nd 0.02-0.05%、Ld 0.04-0.06%，其他杂质元素合计≤0.15%、其余为Al，进行配料；

    （2）熔炼

将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在730℃，投料50min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在725℃条件下静置保持25min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；

    （3）浇铸

铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在695℃，铸造速度控制36mm/min，冷却水流量控制在1150 l/min；

    （4）热处理

对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下：先升温至320℃下，保温3h，每小时90℃升温加热至540℃下保温6h，然后空气冷却，再每小时80℃升温加热至360℃，并保温度6h；再降温至160℃下保温4h，空冷至室温即可。

其中，所述的覆盖剂为50%的硼砂和50%的长石组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得：氯化钾8份、氟化钡4份、氯化钠4份、石墨粉6份、NaBF₄ 10份、氧化镁7份、蛭石9份、树木灰 6份、Na₂TiF₆ 8份、碳酸钙 6份；

所述的精炼剂制备方法如下：

a、将上述重量份的蛭石用10%盐酸浸泡4小时，去离子水洗涤，再用10%氢氧化钠溶液浸泡4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530℃下煅烧3小时，粉碎成纳米粉末；

b、将蛭石以外的各原料加热熔融后，澄清2小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒；

c、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。

经检验，产物化学成分为：Si 1.126%、Fe 0.412%、Cu 0.072%、Mn 0.924%、Mg 1.223%、Cr 0.127%、Zn 0.143%、Ti 0.089%、Ce 0.043、Nd 0.035%、Ld 0.051%，其他杂质元素合计0.121%、其余为Al；力学性能为：抗拉强度427Mpa，0.2%屈服强度338Mpa，伸长率11%，弹性模量64Gpa。

Claims (2)

1.一种高强度铝合金发泡模铸件的加工工艺，其特征在于包括以下步骤：

（1）配料

按照元素质量百分数满足如下要求：Si 0.8-1.5%、Fe≤0.5%、Cu≤0.1%、Mn 0.60-1.2%、Mg 1.0-1.5%、Cr≤0.25%、Zn≤0.25%、Ti≤0.15%、Ce 0.03-0.06%、Nd 0.02-0.05%、Ld 0.04-0.06%，其他杂质元素合计≤0.15%、其余为Al，进行配料；

（2）熔炼

将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在720-750℃，投料40-60min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在710-740℃条件下静置保持20-30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；

（3）浇铸

铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在680-715℃，铸造速度控制30-42mm/min，冷却水流量控制在1050-1250 l/min；

（4）热处理

对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下：先升温至310-330℃下，保温2-3h，每小时70-90℃升温加热至520-540℃下保温6-8h，然后空气冷却，再每小时60-80℃升温加热至360-380℃，并保温度5-6h；再降温至150-170℃下保温3-4h，空冷至室温即可。

2.根据权利要求1所述的高强度铝合金发泡模铸件的加工工艺，其特征在于，所述的覆盖剂为40-50%的硼砂和50-60%的长石组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得：氯化钾5-8、氟化钡3-5、氯化钠3-5、石墨粉5-8、NaBF₄ 8-10、氧化镁5-8、蛭石8-10、树木灰 5-8、Na₂TiF₆ 8-10、碳酸钙 5-8；

所述的精炼剂制备方法如下：

a、将上述重量份的蛭石用10-15%盐酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530℃下煅烧2-3小时，粉碎成纳米粉末；

b、将蛭石以外的各原料加热熔融后，澄清1-2小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒；

c、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。