CN106424631A - 一种镁合金汽车零件半固态压铸成形工艺 - Google Patents

一种镁合金汽车零件半固态压铸成形工艺 Download PDF

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/007—Semi-solid pressure die casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting

Abstract

本发明是一种镁合金汽车零件半固态压铸成形工艺，具体步骤为：采用倾转式熔化保温炉进行镁合金的熔炼，将镁合金熔化至700℃；采用机械搅拌法制备半固体浆料；预热浇注工具，压铸机模具进行检查更换并调试，也进行模具预热；将制备出的半固体浆料注入压铸机内，内浇口厚度为8mm，低速压射速度为0.2m/s、高速压射速度为0.9m/s，高速切换时间为充型率的66％，浆料在型腔内受到二次剪切，表观粘度发生急剧变化，镁合金从半固态转化为固态铸件。本发明是采用镁合金半固体压铸成形工艺，半固态成形件表面平整光滑，产品尺寸精确；半固态浆料具有流变性和触变性，所以变形抗力小，设备可以小型化，节约能源。

Description

一种镁合金汽车零件半固态压铸成形工艺
技术领域
本发明涉及汽车零件压铸领域，尤其涉及一种镁合金汽车零件半固态压铸成形工艺。
背景技术
随着国际性能源危机的冲击，以及环保、节能方面的压力，在许多领域，传统钢铁材料已被各种综合性能优良的新型材料所代替。近年来，随着航空航天、交通运输、电子信息产业的发展，新型轻合金材料的研发受到各国的高度重视。镁凭借其优良的性能及低廉的原镁价格，已成为各国材料研究的热门。与其他金属结构材料相比，镁及镁合金具有比强度、比刚度高，减振性、电磁屏蔽和抗辐射能力强，易切削加工，易回收等一系列优点，在航空航天、交通、电子电器和国防军事工业领域具有极其重要的应用价值和广阔的前景，是继钢铁和铝合金之后发展起来的第三类金属结构材料，并称之为世纪的绿色工程材料。
由于镁合金是最轻的结构金属，这对降低汽车自重，减少能耗，减轻环境污染有着重大意义。目前压铸是镁合金成型的主要工艺，但利用传统的压铸技术压铸镁合金，与压铸其他合金一样，存在型腔内气体以及压铸涂料产生的气体无法顺利排出的问题，这些气体在高压下或者溶解在镁合金内，或者形成许多高压微气孔弥散分布在压铸件内。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种镁合金汽车零件半固态压铸成形工艺。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种镁合金汽车零件半固态压铸成形工艺，具体步骤为：
(1)熔炼：
采用倾转式熔化保温炉进行镁合金的熔炼，在炉口处加盖石棉布，保证炉内温度均匀，减少吸气氧化现象；将镁合金熔化至700℃，达到组织完全过热；
(2)机械搅拌制备半固体浆料：
采用机械搅拌法制备半固体浆料，搅拌温度为580-600℃，剪切速率为90-100s-1，剪切时间为250-280s；
(3)模具及浇注工具预热：
预热浇注工具，压铸机模具进行检查更换并调试，也进行模具预热，预热方法采用直接压铸4-5次；
(4)压铸成形：
将制备出的半固体浆料注入压铸机内，内浇口厚度为8mm，低速压射速度为0.2m/s、高速压射速度为0.9m/s，高速切换时间为充型率的66％，浆料在型腔内受到二次剪切，表观粘度发生急剧变化，在很短的时间内压铸成形，镁合金从半固态转化为固态铸件。
进行模具预热时，预热的模温为190-200℃。
半固体浆料中的固相分数为45-55％，固体颗粒均匀的分布在液相母液中。
本发明的有益效果是：本发明是采用镁合金半固体压铸成形工艺，半固态成形具有许多独特的优点，半固态成形件表面平整光滑；半固态浆料的部分凝固潜热已经放出，所以一方面对加工设备的热作用小，另一方面半固态浆料本身凝固收缩小，产品尺寸精确；半固态浆料具有流变性和触变性，所以变形抗力小，设备可以小型化，节约能源。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
一种镁合金汽车零件半固态压铸成形工艺，具体步骤为：
(1)熔炼：
采用倾转式熔化保温炉进行镁合金的熔炼，在炉口处加盖石棉布，保证炉内温度均匀，减少吸气氧化现象；将镁合金熔化至700℃，达到组织完全过热；
(2)机械搅拌制备半固体浆料：
采用机械搅拌法制备半固体浆料，搅拌温度为580℃，剪切速率为90s-1，剪切时间为280s；
(3)模具及浇注工具预热：
预热浇注工具，压铸机模具进行检查更换并调试，也进行模具预热，预热方法采用直接压铸4次；
(4)压铸成形：
将制备出的半固体浆料注入压铸机内，内浇口厚度为8mm，低速压射速度为0.2m/s、高速压射速度为0.9m/s，高速切换时间为充型率的66％，浆料在型腔内受到二次剪切，表观粘度发生急剧变化，在很短的时间内压铸成形，镁合金从半固态转化为固态铸件。
进行模具预热时，预热的模温为190℃。
半固体浆料中的固相分数为45％，固体颗粒均匀的分布在液相母液中。
实施例2：
一种镁合金汽车零件半固态压铸成形工艺，具体步骤为：
(1)熔炼：
采用倾转式熔化保温炉进行镁合金的熔炼，在炉口处加盖石棉布，保证炉内温度均匀，减少吸气氧化现象；将镁合金熔化至700℃，达到组织完全过热；
(2)机械搅拌制备半固体浆料：
采用机械搅拌法制备半固体浆料，搅拌温度为600℃，剪切速率为100s-1，剪切时间为250s；
(3)模具及浇注工具预热：
预热浇注工具，压铸机模具进行检查更换并调试，也进行模具预热，预热方法采用直接压铸5次；
(4)压铸成形：
将制备出的半固体浆料注入压铸机内，内浇口厚度为8mm，低速压射速度为0.2m/s、高速压射速度为0.9m/s，高速切换时间为充型率的66％，浆料在型腔内受到二次剪切，表观粘度发生急剧变化，在很短的时间内压铸成形，镁合金从半固态转化为固态铸件。
进行模具预热时，预热的模温为200℃。
半固体浆料中的固相分数为55％，固体颗粒均匀的分布在液相母液中。
实施例3：
一种镁合金汽车零件半固态压铸成形工艺，具体步骤为：
(1)熔炼：
采用倾转式熔化保温炉进行镁合金的熔炼，在炉口处加盖石棉布，保证炉内温度均匀，减少吸气氧化现象；将镁合金熔化至700℃，达到组织完全过热；
(2)机械搅拌制备半固体浆料：
采用机械搅拌法制备半固体浆料，搅拌温度为590℃，剪切速率为95s-1，剪切时间为260s；
(3)模具及浇注工具预热：
预热浇注工具，压铸机模具进行检查更换并调试，也进行模具预热，预热方法采用直接压铸5次，；
(4)压铸成形：
将制备出的半固体浆料注入压铸机内，内浇口厚度为8mm，低速压射速度为0.2m/s、高速压射速度为0.9m/s，高速切换时间为充型率的66％，浆料在型腔内受到二次剪切，表观粘度发生急剧变化，在很短的时间内压铸成形，镁合金从半固态转化为固态铸件。
进行模具预热时，预热的模温为195℃。
半固体浆料中的固相分数为50％，固体颗粒均匀的分布在液相母液中。
本发明是采用镁合金半固体压铸成形工艺，半固态成形具有许多独特的优点，半固态成形件表面平整光滑；半固态浆料的部分凝固潜热已经放出，所以一方面对加工设备的热作用小，另一方面半固态浆料本身凝固收缩小，产品尺寸精确；半固态浆料具有流变性和触变性，所以变形抗力小，设备可以小型化，节约能源。
上面结合具体实施例对本发明进行了示例性描述，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改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种镁合金汽车零件半固态压铸成形工艺，其特征在于，具体步骤为：
(1)熔炼：
采用倾转式熔化保温炉进行镁合金的熔炼，在炉口处加盖石棉布，保证炉内温度均匀，减少吸气氧化现象；将镁合金熔化至700℃，达到组织完全过热；
(2)机械搅拌制备半固体浆料：
采用机械搅拌法制备半固体浆料，搅拌温度为580-600℃，剪切速率为90-100s-1，剪切时间为250-280s；
(3)模具及浇注工具预热：
预热浇注工具，压铸机模具进行检查更换并调试，也进行模具预热，预热方法采用直接压铸4-5次；
(4)压铸成形：
将制备出的半固体浆料注入压铸机内，内浇口厚度为8mm，低速压射速度为0.2m/s、高速压射速度为0.9m/s，高速切换时间为充型率的66％，浆料在型腔内受到二次剪切，表观粘度发生急剧变化，在很短的时间内压铸成形，镁合金从半固态转化为固态铸件。
2.根据权利要求1所述的一种镁合金汽车零件半固态压铸成形工艺，其特征在于，进行模具预热时，预热的模温为190-200℃。
3.根据权利要求1所述的一种镁合金汽车零件半固态压铸成形工艺，其特征在于，半固体浆料中的固相分数为45-55％，固体颗粒均匀的分布在液相母液中。
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