CN107790633A

CN107790633A - 一种铝合金门窗熔模精密铸工艺

Info

Publication number: CN107790633A
Application number: CN201711120440.0A
Authority: CN
Inventors: 赵大鹏
Original assignee: Bengbu Harvest Electromechanical Equipment Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Wuhe Junbao Steel Structure Co.,Ltd.
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2018-03-13
Anticipated expiration: 2037-11-14
Also published as: CN107790633B

Abstract

本发明涉及铝合金熔模精密铸造技术领域，公开了一种铝合金门窗熔模精密铸工艺，通过对熔模铸造工艺参数的选择，控制着铸件的充型和凝固过程，加快了浇注速度，能使合金液更好的充满型壳，使铸件各部分温度均匀，减少金属氧化，有利于铸件同时凝固，同时又避免了产生飞溅，气孔等缺陷，有利于补缩进而避免铸件产生缩松缩孔缺陷，本发明对铸件质量起着决定性作用的因素进行把控，制备得到的铝合金门窗铸件表面粗糙度底，尺寸精确，生产效率较高，避免了缩孔和缩松等各种铸造缺陷。

Description

一种铝合金门窗熔模精密铸工艺

技术领域

本发明属于铝合金熔模精密铸造技术领域，具体涉及一种铝合金门窗熔模精密铸工艺。

技术背景

铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金两大类：变形铝合金能承受压力加工。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金，铝锌合金和铝稀土合金，其中铝硅合金又有过共晶硅铝合金，共晶硅铝合金，单共晶硅铝合金，铸造铝合金在铸态下使用。

熔模铸造又称失蜡铸造，包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模，然后蜡模上涂以泥浆，这就是泥模。泥模晾干后，在焙烧成陶模。一经焙烧，蜡模全部熔化流失，只剩陶模。一般制泥模时就留下了浇注口，再从浇注口灌入金属熔液，冷却后，所需的零件就制成了。熔模铸造工艺参数的选择，直接影响着铸件的充型和凝固过程，对铸件质量起着决定性的作用，因此正确合理的选择工艺参数对提高铸件质量至关重要。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种铝合金门窗熔模精密铸工艺，克服门窗铝合金件壁薄难成型及避免在成型过程中产生缩松、缩孔等缺陷。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种铝合金门窗熔模精密铸工艺，包括以下步骤：

（1）将称量好的蜡料成分加入到高速蜡料搅拌器中，搅拌时间为30-35分钟，搅拌至蜡料粒度在5-10微米之间，将搅拌好的蜡液加入到蜡料制备机中，混料时间为20-30分钟，塑造成门窗部件熔模；

（2）在熔模内涂布上特制的耐火涂料，该耐火涂料按照重量份计由以下成分制成：聚氯丁橡胶乳液80-90份、二氧化钛8-10份、三氧化二锑5-7份、石棉纤维10-15份、氯化石蜡3-5份、抗氧化剂1-2份，熔模经过50-60℃干燥3-4小时后，硬化形成一个整体型壳；

（3）从型壳中将凝固的蜡料使用微波脱蜡的方式熔出，使用的微波炉功率为1000-1100W，放入焙烧炉中高温焙烧，型壳预热温度在260-300℃，然后在型壳中浇注铝合金熔融液，浇注温度为680-700℃，浇注速度为70-75毫米/秒，浇注结束后使用水冷方式加快降温速度。

作为对上述方案的进一步描述，脱蜡过程中使用的蜡料按照质量百分比计由以下成分制成：石蜡占65-70%、油酸占10-15%、柠檬酸酯占3.5-4.5%、松节油占2.5-3.0%、硅酸占0.5-0.8%、羧甲基纤维素钠占0.3-0.5%、淀粉占0.2-0.4%、粘结剂占0.1-0.2%、剩余为硅酸乙酯含量。

作为对上述方案的进一步描述，所述铝合金熔融液各元素成份含量按照质量百分比计为：硅占5.5-6.0%、铜占0.5-0.8%、镁占0.3-0.4%、铬占0.2-0.3%、钛占0.12-0.15%、剩余为铝和不可不勉的杂质。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述聚氯丁橡胶乳液质量浓度为50-60%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）中所述降温速度前30-40分钟控制在5-6℃/分钟。

本发明相比现有技术具有以下优点：为了提高熔模精密铸造中脱蜡工艺的精度，本发明提供了一种铝合金门窗熔模精密铸工艺，通过对熔模铸造工艺参数的选择，控制着铸件的充型和凝固过程，加快了浇注速度，能使合金液更好的充满型壳，使铸件各部分温度均匀，减少金属氧化，有利于铸件同时凝固，同时又避免了产生飞溅，气孔等缺陷，有利于补缩进而避免铸件产生缩松缩孔缺陷，本发明对铸件质量起着决定性作用的因素进行把控，制备得到的铝合金门窗铸件表面粗糙度底，尺寸精确，生产效率较高，避免了缩孔和缩松等各种铸造缺陷。

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

一种铝合金门窗熔模精密铸工艺，包括以下步骤：

（1）将称量好的蜡料成分加入到高速蜡料搅拌器中，搅拌时间为30分钟，搅拌至蜡料粒度在5-10微米之间，将搅拌好的蜡液加入到蜡料制备机中，混料时间为20分钟，塑造成门窗部件熔模；

（2）在熔模内涂布上特制的耐火涂料，该耐火涂料按照重量份计由以下成分制成：聚氯丁橡胶乳液80份、二氧化钛8份、三氧化二锑5份、石棉纤维10份、氯化石蜡3份、抗氧化剂1份，熔模经过50℃干燥3小时后，硬化形成一个整体型壳；

（3）从型壳中将凝固的蜡料使用微波脱蜡的方式熔出，使用的微波炉功率为1000W，放入焙烧炉中高温焙烧，型壳预热温度在260℃，然后在型壳中浇注铝合金熔融液，浇注温度为680℃，浇注速度为70毫米/秒，浇注结束后使用水冷方式加快降温速度。

作为对上述方案的进一步描述，脱蜡过程中使用的蜡料按照质量百分比计由以下成分制成：石蜡占65%、油酸占10%、柠檬酸酯占3.5%、松节油占2.5%、硅酸占0.5%、羧甲基纤维素钠占0.3%、淀粉占0.2%、粘结剂占0.1%、剩余为硅酸乙酯含量。

作为对上述方案的进一步描述，所述铝合金熔融液各元素成份含量按照质量百分比计为：硅占5.5%、铜占0.5%、镁占0.3%、铬占0.2%、钛占0.12%、剩余为铝和不可不勉的杂质。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述聚氯丁橡胶乳液质量浓度为50%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）中所述降温速度前30分钟控制在5℃/分钟。

实施例2

一种铝合金门窗熔模精密铸工艺，包括以下步骤：

（1）将称量好的蜡料成分加入到高速蜡料搅拌器中，搅拌时间为32分钟，搅拌至蜡料粒度在5-10微米之间，将搅拌好的蜡液加入到蜡料制备机中，混料时间为25分钟，塑造成门窗部件熔模；

（2）在熔模内涂布上特制的耐火涂料，该耐火涂料按照重量份计由以下成分制成：聚氯丁橡胶乳液85份、二氧化钛9份、三氧化二锑6份、石棉纤维12份、氯化石蜡4份、抗氧化剂1.5份，熔模经过55℃干燥3.5小时后，硬化形成一个整体型壳；

（3）从型壳中将凝固的蜡料使用微波脱蜡的方式熔出，使用的微波炉功率为1050W，放入焙烧炉中高温焙烧，型壳预热温度在280℃，然后在型壳中浇注铝合金熔融液，浇注温度为690℃，浇注速度为72毫米/秒，浇注结束后使用水冷方式加快降温速度。

作为对上述方案的进一步描述，脱蜡过程中使用的蜡料按照质量百分比计由以下成分制成：石蜡占68%、油酸占12%、柠檬酸酯占4.0%、松节油占2.8%、硅酸占0.6%、羧甲基纤维素钠占0.4%、淀粉占0.3%、粘结剂占0.15%、剩余为硅酸乙酯含量。

作为对上述方案的进一步描述，所述铝合金熔融液各元素成份含量按照质量百分比计为：硅占5.8%、铜占0.6%、镁占0.35%、铬占0.25%、钛占0.13%、剩余为铝和不可不勉的杂质。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述聚氯丁橡胶乳液质量浓度为55%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）中所述降温速度前35分钟控制在5.5℃/分钟。

实施例3

一种铝合金门窗熔模精密铸工艺，包括以下步骤：

（1）将称量好的蜡料成分加入到高速蜡料搅拌器中，搅拌时间为35分钟，搅拌至蜡料粒度在5-10微米之间，将搅拌好的蜡液加入到蜡料制备机中，混料时间为30分钟，塑造成门窗部件熔模；

（2）在熔模内涂布上特制的耐火涂料，该耐火涂料按照重量份计由以下成分制成：聚氯丁橡胶乳液90份、二氧化钛10份、三氧化二锑7份、石棉纤维15份、氯化石蜡5份、抗氧化剂2份，熔模经过60℃干燥4小时后，硬化形成一个整体型壳；

（3）从型壳中将凝固的蜡料使用微波脱蜡的方式熔出，使用的微波炉功率为1100W，放入焙烧炉中高温焙烧，型壳预热温度在300℃，然后在型壳中浇注铝合金熔融液，浇注温度为700℃，浇注速度为75毫米/秒，浇注结束后使用水冷方式加快降温速度。

作为对上述方案的进一步描述，脱蜡过程中使用的蜡料按照质量百分比计由以下成分制成：石蜡占70%、油酸占15%、柠檬酸酯占4.5%、松节油占3.0%、硅酸占0.8%、羧甲基纤维素钠占0.5%、淀粉占0.4%、粘结剂占0.2%、剩余为硅酸乙酯含量。

作为对上述方案的进一步描述，所述铝合金熔融液各元素成份含量按照质量百分比计为：硅占6.0%、铜占0.8%、镁占0.4%、铬占0.3%、钛占0.15%、剩余为铝和不可不勉的杂质。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述聚氯丁橡胶乳液质量浓度为60%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）中所述降温速度前40分钟控制在6℃/分钟。

对比例1

与实施例1的区别仅在于，步骤（1）中蜡料的混料时间为35分钟，其余保持一致。

对比例2

与实施例2的区别仅在于，步骤（2）中省略防火涂料中三氧化二锑的添加，其余保持一致。

对比例3

与实施例3的区别仅在于，步骤（3）中型壳预热温度在240℃，然后在型壳中浇注铝合金熔融液，浇注温度为680℃，浇注速度为60毫米/秒，其余保持一致。

对比实验

分别使用实施例1-3和对比例1-3的方法进行铝合金门窗熔模精密铸造生产，同时以现有的普通熔模浇铸方法加工得到的铝合金门窗作为对照，保持无关变量一致，对门窗的各项性能进行测定统计，将结果记录如下表所示：

项目	抗拉强度（MPa）	伸长率（%）	硬度（HB）	光滑度（%）
					实施例1	465	14.3	114	99.8
实施例2	470	14.6	116	99.9
					实施例3	468	14.5	115	99.8
对比例1	422	12.3	98	99.1
					对比例2	425	13.0	103	99.3
对比例3	413	12.5	99	99.0
					对照组	406	11.5	86	89.7

由此可见：本发明提供的铝合金门窗熔模精密铸工艺，对铸件质量起着决定性作用的因素进行把控，制备得到的铝合金门窗铸件表面粗糙度底，尺寸精确，生产效率较高，避免了缩孔和缩松等各种铸造缺陷。

Claims

1.一种铝合金门窗熔模精密铸工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述一种铝合金门窗熔模精密铸工艺，其特征在于，脱蜡过程中使用的蜡料按照质量百分比计由以下成分制成：石蜡占65-70%、油酸占10-15%、柠檬酸酯占3.5-4.5%、松节油占2.5-3.0%、硅酸占0.5-0.8%、羧甲基纤维素钠占0.3-0.5%、淀粉占0.2-0.4%、粘结剂占0.1-0.2%、剩余为硅酸乙酯含量。

3.如权利要求1所述一种铝合金门窗熔模精密铸工艺，其特征在于，所述铝合金熔融液各元素成份含量按照质量百分比计为：硅占5.5-6.0%、铜占0.5-0.8%、镁占0.3-0.4%、铬占0.2-0.3%、钛占0.12-0.15%、剩余为铝和不可不勉的杂质。

4.如权利要求1所述一种铝合金门窗熔模精密铸工艺，其特征在于，步骤（2）所述聚氯丁橡胶乳液质量浓度为50-60%。

5.如权利要求1所述一种铝合金门窗熔模精密铸工艺，其特征在于，步骤（3）中所述降温速度前30-40分钟控制在5-6℃/分钟。