CN106048469A - 一种高强度汽车零部件的铸造工艺 - Google Patents

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李少芳
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Abstract

本发明公开了一种高强度汽车零部件的铸造工艺，涉及汽车零部件生产技术领域，包括混合浆料原材料准备、高强度成分原材料准备、硅溶胶混合处理、硅溶胶溶液制成粉末、混合浆料处理和搅拌和铸造处理五个工艺过程，本发明在常规汽车零部件铸造工艺中添加了一系列可以增加合金强度的化学材料，这些化学材料表面包覆硅溶胶，使其能与金属材料相容，高效稳定的改善了材料的组织结构和力学性能，这种合金材料铸造得到的零部件具有更高的强度和韧性，更加耐用，值得推广。

Description

一种高强度汽车零部件的铸造工艺
技术领域
本发明涉及汽车零部件生产技术领域，具体涉及一种高强度汽车零部件的铸造工艺。
背景技术
汽车由十几万个零部件组成，其中大部分为金属材料，汽车零部件的轻量化、安全化和节约化是实现汽车现代化的根本条件，也是提高汽车竞争能力的必由之路。铝合金具有比强度高、耐腐蚀性能优良、易于成形、较易再生利用，具有传统的铸铁、钢等材料不可比拟的优点，因此，近年来由铝合金制造的零部件在汽车工业中逐渐被广泛的应用,我国已经成为世界上第五大汽车工业国，然而我国汽车的平均用铝量与其他发达国家相比仍然存在较大的差异，进一步开发、深化铝合金的性能和生产工艺就显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种，性能更优、装配质量更高且生产工艺简单的高强度汽车零部件的铸造工艺。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的一种高强度汽车零部件的铸造工艺，其特征在于，包括下述工艺步骤：
(1)混合浆料原材料准备：该高强度汽车零部件的混合浆料原材料的化学成分分别包括铝80％-90％、锰0.4％-0.5％、铁0.8％-1％、铜1％-2％、锑0.1％-0.2％、锌1％-2％；
(2)高强度成分原材料准备：高强度成分原材料包括表面包覆硅溶胶的纳米硼纤维、纳米氧化钇和纳米碳化钛三种可加强合金强度的化学材料；
(3)硅溶胶混合处理：将纳米硼纤维、纳米氧化钇和纳米碳化钛混入硅溶胶中并搅拌；
(4)硅溶胶溶液制成粉末：将高强度材料混合后的硅溶胶溶液进行干燥并风干处理，再对风干后的粉末进行750℃-800℃高温处理；
(5)混合浆料处理：将混合浆料投入电阻炉中进行熔炼，再将粉末按1:10比例置于混合浆料中制成合金液。
(6)搅拌和铸造处理：将得到的合金液搅拌后并通过模具浇注成型。
优选的，所述步骤(2)中高强度成分原材料相比于混合浆料原材料重量所占比分别为：纳米硼纤维1％-1.5％、纳米氧化钇0.01％-0.03％和纳米碳化钛2％-3％。
优选的，所述步骤(3)中硅溶胶的固含量为10-15％。
优选的，所述步骤(4)中风干处理的温度为冷却至室温。
优选的，所述步骤(5)的熔炼温度为750℃-800℃。
优选的，所述步骤(6)的搅拌时间为20min-30min。
采用本发明的技术方案，本发明在常规汽车零部件铸造工艺中添加了一系列可以增加合金强度的化学材料，其中包括纳米硼纤维、纳米氧化钇和纳米碳化钛三种可加强合金强度的化学材料，这些化学材料表面包覆硅溶胶，使其能与金属材料相容，高效稳定的改善了材料的组织结构和力学性能，这种合金材料铸造得到的零部件具有更高的强度和韧性，更加耐用，值得推广。
附图说明
图1为本发明所述的一种高强度汽车零部件的铸造工艺的流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
如图1所示，本实施例的一种高强度汽车零部件的铸造工艺，其特征在于，包括下述工艺步骤：
(1)混合浆料原材料准备：该高强度汽车零部件的混合浆料原材料的化学成分分别包括铝、锰、铁、铜、锑和锌，其中混合浆料原材料中各个元素所占重量比分别为：铝90％、锰0.4％、铁0.8％、铜1％、锑0.1％、其余为锌；
(2)高强度成分原材料准备：高强度成分原材料包括表面包覆硅溶胶的纳米硼纤维、纳米氧化钇和纳米碳化钛三种可加强合金强度的化学材料，其中高强度成分原材料相比于混合浆料原材料重量所占比分别为：纳米硼纤维1.5％、纳米氧化钇0.03％和纳米碳化钛3％；
(3)硅溶胶混合处理：将纳米硼纤维、纳米氧化钇和纳米碳化钛混入硅溶胶中并搅拌，其中硅溶胶的固含量为10％；
(4)硅溶胶溶液制成粉末：将高强度材料混合后的硅溶胶溶液进行干燥并风干处理，再对风干后的粉末进行高温处理，其中风干处理的温度为冷却至室温，其粉末高温处理温度为750℃；
(5)混合浆料处理：将混合浆料投入电阻炉中进行熔炼，再将粉末置于混合浆料中制成合金液，其中的熔炼温度为750℃。
(6)搅拌和铸造处理：将得到的合金液搅拌后并通过模具浇注成型，其中的搅拌时间为20min。
实施例2：其余与实施例1相同，不同之处在于所述步骤(1)中混合浆料原材料中各个元素所占重量比分别为：铝85％、锰0.5％、铁0.9％、铜1.5％、锑0.15％、其余为锌，所述步骤(2)中高强度成分原材料相比于混合浆料原材料重量所占比分别为：纳米硼纤维1.3％、纳米氧化钇0.02％和纳米碳化钛2.5％，所述步骤(3)中硅溶胶的固含量为12％，所述步骤(4)中风干处理的温度为冷却至室温，其粉末高温处理温度为750℃，所述步骤(5)中的熔炼温度为750800℃，所述步骤(6)中的搅拌时间为25min。
实施例3：其余与实施例1相同，不同之处在于所述步骤(1)中混合浆料原材料中各个元素所占重量比分别为：铝80％、锰0.5％、铁1％、铜％、锑0.2％、其余为锌，所述步骤(2)中高强度成分原材料相比于混合浆料原材料重量所占比分别为：纳米硼纤维1.5％、纳米氧化钇0.03％和纳米碳化钛3％，所述步骤(3)中硅溶胶的固含量为15％，所述步骤(4)中风干处理的温度为冷却至室温，其粉末高温处理温度为800℃，所述步骤(5)中的熔炼温度为800℃，所述步骤(6)中的搅拌时间为30min。
经过以上工艺步骤后，取出零部件样品，得到以下数据：
由以上数据可知，制备出的零部件抗弯强度达到了1000MPa以上，抗弯性能好，断裂韧度高于7.40MPa·m1/2，不易断裂，且硬度高，耐磨性好，且制备工艺简单，易实现大规模生产。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高强度汽车零部件的铸造工艺，其特征在于，包括下述工艺步骤：
(1)混合浆料原材料准备：该高强度汽车零部件的混合浆料原材料的化学成分分别包括铝80％-90％、锰0.4％-0.5％、铁0.8％-1％、铜1％-2％、锑0.1％-0.2％、锌1％-2％；
(2)高强度成分原材料准备：高强度成分原材料包括表面包覆硅溶胶的纳米硼纤维、纳米氧化钇和纳米碳化钛三种可加强合金强度的化学材料；
(3)硅溶胶混合处理：将纳米硼纤维、纳米氧化钇和纳米碳化钛混入硅溶胶中并搅拌；
(4)硅溶胶溶液制成粉末：将高强度材料混合后的硅溶胶溶液进行干燥并风干处理，再对风干后的粉末进行750℃-800℃高温处理；
(5)混合浆料处理：将混合浆料投入电阻炉中进行熔炼，再将粉末按1:10比例置于混合浆料中制成合金液。
(6)搅拌和铸造处理：将得到的合金液搅拌后并通过模具浇注成型。
2.根据权利要求1所述的一种高强度汽车零部件的铸造工艺，其特征在于：所述步骤(2)中高强度成分原材料相比于混合浆料原材料重量所占比分别为：纳米硼纤维1％-1.5％、纳米氧化钇0.01％-0.03％和纳米碳化钛2％-3％。
3.根据权利要求1所述的一种高强度汽车零部件的铸造工艺，其特征在于：所述步骤(3)中硅溶胶的固含量为10-15％。
4.根据权利要求1所述的一种高强度汽车零部件的铸造工艺，其特征在于：所述步骤(4)中风干处理的温度为冷却至室温。
5.根据权利要求1所述的一种高强度汽车零部件的铸造工艺，其特征在于：所述步骤(5)中的熔炼温度为750℃-800℃。
6.根据权利要求1所述的一种高强度汽车零部件的铸造工艺，其特征在于：所述步骤(6)中的搅拌时间为20min-30min。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105018868A (zh) * 2015-06-29 2015-11-04 安徽越天特种车桥有限公司 一种掺混纳米硼纤维的高强度复合铝合金汽车零部件及其铸造工艺
CN105177362A (zh) * 2015-06-29 2015-12-23 安徽越天特种车桥有限公司 一种掺混纳米碳化钛粉的高强度复合铝合金汽车零部件及其铸造工艺

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