CN107671259A - 铝合金结构件弥散强化压铸方法 - Google Patents

铝合金结构件弥散强化压铸方法 Download PDF

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开了一种铝合金结构件弥散强化压铸方法，可以实现铝合金结构材料的批量生产，工艺流程简单，生产成本低廉，产品强度高，质量稳定。本发明的铝合金结构件弥散强化压铸方法包括以下步骤：A、将铝锭熔化成熔液，除渣；以压缩氩气或压缩氮气为载体，按0.5%～3%的重量配比向熔液中均匀添加强化粒子，得到熔体；B、将步骤A所得液态铝合金熔体加入金属模，通过压铸工艺方法获得半固态结构件的预成型块，所述预成型块的温度450‑650℃；C、将步骤B所得半固态压铸成型的预成型块放置于模锻设备中进行锻压成型，成型压力280‑550MPa；D、得到所述高强度铝合金结构件。

Description

铝合金结构件弥散强化压铸方法
技术领域
本发明涉及金属材料制备方法，具体涉及一种铝合金材料的铸造方法。
背景技术
铝合金结构件具备质轻、耐候、耐腐蚀等优点，同时具备良好的外观，从而得到了广泛的应用。然而，相对于钢材等通用结构材料，铝合金结构强度相对较低，从而限制了其使用领域，随着材料工艺技术的发展，铝合金结构轻度不断提高。当前在汽车、航天领域，高强度铝合金结构件批量生产采用的主流工艺技术有两大类，一是以航天领域为代表，普遍采用的铝板雕刻机加工工艺，其工艺技术背景是运用加工中心等先进设备，不惜加大科研与生产成本，从而保证航天结构件的需求；二是铝合金铸造工艺，其中又分为砂型铸造、金属模成型等工艺。
所谓弥散强化铝合金材料，是指在现有的铝合金材料中组织以碳化钛微粒以弥散态形成一种新型复合铝合金材料，具备广阔的应用前景。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种铝合金结构件弥散强化压铸方法，可以实现铝合金结构材料的批量生产，工艺流程简单，生产成本低廉，产品强度高，质量稳定。
为解决上述技术问题，本发明的铝合金结构件弥散强化压铸方法，包括以下步骤：
A、将铝锭熔化成熔液，除渣；以压缩氩气或压缩氮气为载体，按0.5%～3%的重量配比向熔液中均匀添加强化粒子，得到熔体；
B、将步骤A所得液态铝合金熔体加入金属模，通过压铸工艺方法获得半固态结构件的预成型块，所述预成型块的温度450-650℃；
C、将步骤B所得半固态压铸成型的预成型块放置于模锻设备中进行锻压成型，成型压力280-550MPa；
D、得到所述高强度铝合金结构件。
所述步骤A中，在添加强化粒子的同时，对熔体进行超声波振动，以提高均匀度。
所述的强化粒子包括：纳米级TiC、纳米级SiC颗粒。
本发明的优点是：碳化钛化合物相呈颗粒状弥散分布在铝合金基体上，得到的铝合金制品组织致密、具有良好的综合力学性能和理化性能。该方法工艺简单可行，不用进行烧结，并且制得的铝合金件尺寸和形状精度较高，为近终成形。
具体实施方式
实施例一
本实施例应用于汽车铝合金轮毂的制备，具体包括：
A、将铝锭熔化成熔液，除渣；以压缩氩气或压缩氮气为载体，按1.5%的重量配比向熔液中均匀添加纳米级TiC，同时通过超声振动的方法，使炉体内熔体与纳米级TiC颗粒均匀混合，消除铸造缺陷，防止颗粒团聚。
超声波振动的具体做法为：在炉体内部均匀地设置６根超声变幅杆，并与垂直方向形成一定的夹角，这样可以利用超声波在熔体中产生的空化效应和声流效应来分散微观团聚和去除铸造缺陷，所述变幅杆采用经表面处理的钛合金振动棒。
B、将步骤A所得液态铝合金熔体加入金属模，通过压铸工艺方法获得半固态结构件的预成型块，所述预成型块的温度450-650℃；
C、将步骤B所得半固态压铸成型的预成型块放置于模锻设备中进行锻压成型，成型压力280-550MPa；
D、得到所述高强度铝合金轮毂。
实施例二
本实施例应用于制备铝合金结构密封件，具体包括：
A、将铝锭熔化成熔液，除渣；以压缩氩气为载体，按2.5%的重量配比向熔液中均匀添加纳米级SiC，同时通过超声振动的方法，使炉体内熔体与纳米级SiC颗粒均匀混合；
B、将步骤A所得液态铝合金熔体加入金属模，通过压铸工艺方法获得半固态结构件的预成型块，所述预成型块的温度450-650℃；
C、将步骤B所得半固态压铸成型的预成型块放置于模锻设备中进行锻压成型，成型压力280-550MPa；
D、得到所述铝合金结构密封件。
以上实施例所得产品与钢铁材料相比较，重量明显减轻，强度能满足应用需要。与常 规铝合金材料相比较，其结构强度明显提高。所得材料中强化粒子分布均匀，证明粒子分散 效果良好。

Claims (3)

1.一种铝合金结构件弥散强化压铸方法，包括以下步骤：
A、将铝锭熔化成熔液，除渣；以压缩氩气或压缩氮气为载体，按0.5%～3%的重量配比向熔液中均匀添加强化粒子，得到熔体；
B、将步骤A所得液态铝合金熔体加入金属模，通过压铸工艺方法获得半固态结构件的预成型块，所述预成型块的温度450-650℃；
C、将步骤B所得半固态压铸成型的预成型块放置于模锻设备中进行锻压成型，成型压力280-550MPa；
D、得到所述高强度铝合金结构件。
2.如权利要求1所述的铝合金结构件弥散强化压铸方法，其特征在于：所述步骤A中，在添加强化粒子的同时，对熔体进行超声波振动，以提高均匀度。
3.如权利要求1或2所述的铝合金结构件弥散强化压铸方法，其特征在于：所述的强化粒子包括：纳米级TiC、纳米级SiC颗粒。
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