CN108213382B - 大型薄壁结构件的真空流变压铸成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的大型薄壁结构件的真空流变压铸成形方法，将流变成形与真空压铸的工艺相结合，通过真空流变压铸工艺方法制备大型薄壁结构件，消除传统流变压铸因半固态浆料充型能力差导致的欠铸、冷隔和缩孔等铸造缺陷，同时，降低真空压铸对真空度的要求，利用超声振动在压铸机压室内制备具有低固相率的半固态浆料，工艺过程简易可行，提高生产效率，降低生产成本。

Description

大型薄壁结构件的真空流变压铸成形方法

技术领域

本发明涉及金属铸造加工领域，具体地说，是一种适用于金属零部件铸造的大型薄壁结构件的真空流变压铸成形方法。

背景技术

大型薄壁铝合金铸件是现代铸造技术的重要发展方向之一，对于汽车轻量化，航空航天技术的发展有着重要意义。大型薄壁件尺寸在500mm以上，平均壁厚一般小于4mm，局部薄至0.5mm，这类铸件往往由几个大的平面和曲面组成，难以机加工成形。大型薄壁铸件一般是精密铸件，其尺寸精度和表面品质要求高，在浇注过程中由液态金属表面张力引起的拉普拉斯力对薄断面的充型流动形成阻碍，而且充型时流动过程和传热过程相互影响，铸件易产生欠铸、冷隔、缩孔等铸造缺陷。作为汽车结构件，在行驶过程中需要保证汽车的可靠性，这对该类铸件提出了较高的力学性能要求。

半固态压铸工艺分为流变成形和触变成形。流变压铸成形是在金属液凝固过程中通过施加搅拌、扰动等控制其凝固行为，得到固液共存的混合浆料，利用此浆料直接压铸成形。与传统压铸法相比，流变成形时半固态浆料充型平稳，有效的减少了气孔和偏析的产生，且铸件组织为非枝晶结构，使得压铸件力学性能较高，能接近或达到锻件水平。然而，与液态金属相比，半固态浆料温度低，粘度稍大，充型能力变差，普通半固态成形方法难以用来成形大型薄壁铸件，严重影响流变压铸成形技术的应用。因此，必须采取有效措施提高半固态浆料的充型能力。

专利文献CN105568081A公开了一种铝合金汽车板材压铸件的生产方法，通过调整铝合金元素的配比并添加Zr元素细化了合金显微组织，对压铸件进行热处理，使得压铸件力学性能提高，但是只通过熔体处理细化铝合金组织，并不能很好解决薄壁件在压铸过程中的卷气等问题。专利文献CN101905305A公开了一种铝合金壳体压铸件高致密度压铸成型方法，通过在模具型腔中设计工艺性过桥结构来使得金属液快速充填铸件远端部位，使压力迅速传递，以解决铸件远端部位的铸造缺陷问题。但是针对于大型薄壁结构件，气孔及缩孔类缺陷仍然难以解决。专利文献CN106636788A公开了一种铝硅合金车身支架的高压真空压铸方法，通过高压高真空的压铸工艺使车身支架达到承载件的机械性能要求，但是仅仅是真空压铸并不能解决合金的内在质量，如晶粒大小、形状等问题，力学性能难以进一步提高，而且该方法真空度要求很高，生产成本增加。

发明内容

本发明的主要目的在于提供大型薄壁结构件的真空流变压铸成形方法，其通过真空流变压铸工艺方法制备大型薄壁结构件，消除传统流变压铸因半固态浆料充型能力差导致的欠铸、冷隔和缩孔等铸造缺陷，同时，降低真空压铸对真空度的要求，工艺过程简易可行，提高生产效率，降低生产成本。

本发明的另一目的在于提供大型薄壁结构件的真空流变压铸成形方法，其克服现有技术的不足，将流变成形技术与真空压铸技术相结合，同时通过特殊的工艺方法及参数的控制，达到生产高质量大型复杂薄壁压铸件的目的，具有重要的实际应用价值。

本发明的另一目的在于提供大型薄壁结构件的真空流变压铸成形方法，其通过真空压铸在压铸过程中抽除型腔中的气体以减少气孔和熔体含气量，从而提高压铸件质量和性能。

本发明的另一目的在于提供大型薄壁结构件的真空流变压铸成形流变压铸难以成形大型薄壁件的难题，在一定的真空度下，型腔内的气体含量少，金属液充型时受到的气体反压力大大降低，充型能力显著提升。

本发明的另一目的在于提供大型薄壁结构件的真空流变压铸成形方法，其通过设计一种压铸铝合金材料，并利用真空压铸成形工艺技术制备大型复杂汽车结构件，使制备得到的零件满足零件使用的性能要求。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种大型薄壁结构件的真空流变压铸成形系统包括压射冲头、压射室、超声振动器、压铸模具以及真空阀，所述压射冲头设置于所述压射室的一侧，所述压铸模具设置于所述压射室的另一侧，合金浆料浇入所述压射室内，所述超声振动器伸入所述压射室内，得以对所述压射室内的合金浆料进行超声处理，所述压铸模具设有型腔，所述型腔连通所述压射室，所述真空阀设置于所述型腔的外端，得以保持所述压射室和所述型腔内的真空度。

根据本发明的一实施例，所述超声振动器设有超声变幅杆以及振动头，所述振动头设置于所述超声变幅杆的下端，所述振动头得以插入合金浆料中进行超声处理。

根据本发明的一实施例，所述压铸模具包括定模、动模以及模块，所述型腔形成于所述定模和所述动模之间，所述定模和所述动模分别连接外侧的模块，所述压射室的浆料通过所述压射冲头压入所述型腔中，所述型腔有预设真空度。

一种大型薄壁结构件的真空流变压铸成形系统的成形方法，其包括步骤：

S100合金熔炼，将合金熔液浇入压射室；

S200超声处理，将超声振动器的超声变幅杆伸入所述压射室的合金熔液中，直至合金熔液冷却至半固态区间，合金熔体在液相线下5℃～10℃，制得的半固态浆料固相率为5％～15％；

S300抽真空，启动压射冲头密封所述压射室，开启真空阀对所述压射室和所述型腔抽真空，保持预设真空度；

S400压铸成形，通过三级压射工艺将所述压射室内的半固态浆料压入所述型腔中；

S500脱模，取件。

根据本发明的一实施例，所述步骤S100包括步骤：

S110合金熔炼，将合金原料在720～760℃熔化；

S120通入氩气或氮气进行精炼、除气除渣，通气时间10～15min，扒渣、静置20min待用；

S130将合金熔体浇入所述压射室内，若是镁合金熔体，所述压射室内应通入保护性气体。

根据本发明的一实施例，在所述步骤S200的超声处理中，所述振动头伸入合金浆料的液面以下10mm，冷却超声功率为1KW～3KW，超声处理0.5min～2min。

根据本发明的一实施例，在所述步骤S300的抽真空中，保持所述压射室和所述型腔的真空度在60～70kPa。

根据本发明的一实施例，在所述步骤S400的压铸成形中，最大压射速度控制于6～8m/s，压射压力为60～100MPa。

根据本发明的一实施例，最大压射速度为8m/s。

根据本发明的一实施例，压射压力为85MPa。

附图说明

图1是根据本发明的一优选实施例的大型薄壁结构件的真空流变压铸成形系统的示意图。

图2是根据本发明的薄壁结构件成形方法的流程图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1至图2所示的是一种大型薄壁结构件的真空流变压铸成形系统，所述大型薄壁结构件的真空流变压铸成形系统包括压射冲头10、压射室11、超声振动器20、压铸模具30以及真空阀40，所述压射冲头10设置于所述压射室11的一侧，所述压铸模具30设置于所述压射室11的另一侧，合金浆料5浇入所述压射室11内，所述超声振动器20伸入所述压射室11内，得以对所述压射室11内的合金浆料5进行超声处理，所述压铸模具30设有型腔300，所述型腔300连通所述压射室11，所述真空阀40设置于所述型腔300的外端，得以保持所述压射室11和所述型腔300内的真空度。从而通过真空流变压铸工艺方法制备大型薄壁结构件，消除传统流变压铸因半固态浆料充型能力差导致的欠铸、冷隔和缩孔等铸造缺陷，同时，降低真空压铸对真空度的要求，提高生产效率，降低生产成本。

其中，所述超声振动器20设有超声变幅杆21以及振动头22，所述振动头22设置于所述超声变幅杆21的下端，所述振动头22得以插入合金浆料5中进行超声处理。

其中，所述压铸模具30包括定模31、动模32以及模块33，所述型腔300形成于所述定模31和所述动模32之间，所述定模31和所述动模32分别连接外侧的模块33，所述压射室11的浆料通过所述压射冲头10压入所述型腔300中，所述型腔300有预设真空度。

一种大型薄壁结构件的真空流变压铸成形系统的成形方法，其包括步骤：

S100合金熔炼，将合金熔液浇入压射室11；

S200超声处理，将超声振动器20的超声变幅杆21伸入所述压射室11的合金熔液中，直至合金熔液冷却至半固态区间，合金熔体在液相线下5℃～10℃，制得的半固态浆料固相率为5％～15％；

S300抽真空，启动压射冲头10密封所述压射室11，开启真空阀40对所述压射室11和所述型腔300抽真空，保持预设真空度；

S400压铸成形，通过三级压射工艺将所述压射室11内的半固态浆料压入所述型腔300中；

S500脱模，取件。

通过采用合适的真空压铸工艺与流变压铸工艺相结合的方法，很好的解决了大型薄壁结构件易出现的卷气、欠铸、冷隔等铸造缺陷问题，提高了压铸件的质量及力学性能。一方面采用低固相率半固态浆料进行浇注，保证了熔体流动性的同时使充型过程平稳，有效避免了熔体的卷气现象，减少了压铸件的气孔和偏析，另一方面采用真空压铸工艺，使型腔300中保有一定的真空度，进一步减少充型过程中的卷气和氧化的同时，也减少了型腔300内气体对于半固态浆料的反压力，使得浆料充型能力得到保障，提高了铸件的质量和性能。

其中，所述步骤S100包括步骤：

S110合金熔炼，将合金原料在720～760℃熔化；

S120通入氩气或氮气进行精炼、除气除渣，通气时间10～15min，扒渣、静置20min待用；

S130将合金熔体浇入所述压射室11内，若是镁合金熔体，所述压射室11内应通入保护性气体防止氧化。

其中，在所述步骤S200的超声处理中，所述振动头22伸入合金浆料5的液面以下10mm，冷却超声功率为1KW～3KW，超声处理0.5min～2min。从而采用外加超声振动在所述压射室11内直接制备半固态浆料，制浆过程简易可行，解决了半固态浆料的储存及运输问题，半固态浆料结晶潜热大部分释放，延长了模具使用寿命，采用的真空度较低，降低了对设备的要求，使生产成本降低。

其中，在所述步骤S300的抽真空中，保持所述压射室11和所述型腔300的真空度在60～70kPa。

其中，在所述步骤S400的压铸成形中，最大压射速度控制于6～8m/s，压射压力为60～100MPa。

由于制备的半固态浆料固相率在5-15％，型腔300真空度在60-70kPa，低固相率的浆料保证了自身的流动性，型腔300中一定的真空度减少了型腔300气体对于半固态浆料的反压力，提高了充型能力，压射过程中最大压射速度6-8m/s，较一般压射速度高，保证了半固态浆料的良好充型。另一方面半固态浆料充型过程平稳，大大减少了紊流、卷气的发生，真空压铸工艺进一步减少了充型过程中的卷气和氧化，有效避免了薄壁件压铸缺陷的产生，超声振动制浆使铸件组织更加均匀，进一步提高了铸件质量和性能。

实施例1

压铸件为汽车减震塔，位于汽车减震器上端，承受很大的动载荷，主体壁厚3mm，属于大型薄壁结构件。采用铝合金材料YL112，将合金原料放入电阻炉中升温到750℃熔化，通入氮气10min，对合金进行精炼、除气、扒渣，模具预热温度为280℃。将合金熔液浇入压铸机压射室11中，将超声变幅杆21插入合金熔体中进行超声处理，超声功率2kW，处理时间为2min，得到固相率为5％的铝合金半固态浆料，封闭所述压射室11，启动所述压射冲头10，开启所述真空阀40对所述型腔300和所述压射室11抽真空，使真空度为65kPa，采用通用的三级压射工艺将浆料压入所述型腔300，控制最大压射速度为8m/s，压射压力90MPa。得到的减震塔铸件无明显铸造缺陷，综合力学性能达到使用要求。

实施例2

压铸件为汽车车门框架，铸件平均壁厚2mm，需满足一定的刚度要求。采用铝合金材料YL112，将合金原料升温到720℃熔化，通入氩气对合金进行精炼，通气时间15min，扒渣、静置备用，模具预热温度300℃。将合金液浇入所述压射室11中，将超声变幅杆21插入合金熔体中进行超声处理，超声功率3kW，处理时间为0.5min，得到固相率为15％的铝合金半固态浆料，封闭所述压射室11，启动所述压射冲头10，开启所述真空阀40对所述型腔300和所述压射室11抽真空，使真空度为60kPa，采用通用的三级压射工艺将合金浆料5压入所述型腔300中，控制最大压射速度为7m/s，压射压力80MPa，得到的铝合金汽车车门框架满足刚度要求。

实施例3

压铸件为汽车中间控制板，铸件平均壁厚1.8mm，采用镁合金材料AM50，将合金原料放入电阻炉中升温到760℃熔化，通入氩气10min，对合金进行精炼、除气、扒渣，模具预热温度250℃。将合金熔液浇入所述压射室11中，向所述压射室11中通入氩气进行保护，将超声变幅杆21插入合金熔体中进行超声处理，超声功率1kW，处理时间为1.5min，得到固相率为10％的镁合金半固态浆料，封闭所述压射室11，启动所述压射冲头10，开启所述真空阀40对所述型腔300和所述压射室11抽真空，使真空度为70kPa，采用通用的三级压射工艺将浆料压入所述型腔300，控制最大压射速度为6m/s，压射压力100MPa，得到的镁合金中间控制板尺寸精度高，满足性能要求。

实施例4至实施例42，按照设计的压铸铝合金元素含量进行配比，以用于制备大型汽车结构件，所述压铸铝合金的材料组分按质量百分数计为：5.3-6.8％的Zn、3.2-4.6％的Mg，2.5-3.0％的Cu、1.6-2.2％的Si、0.08-0.15％的Ti、0.25-0.6％的La/Ce、0.2-0.3％的Mn、0.2-0.3％的Cr，其余为Al以及不可避免的微量杂质元素。

其原材料分别为纯铝、纯锌、纯镁以及Al-20％Cu、Al-30％Si、Al-30％Ti、Al-20％Mn、Al-20％Cr中间合金和65％La-35％Ce混合稀土。

本发明设计的压铸专用Al-Zn-Mn-Cu合金材料，对各元素含量进行合理的调控，使得合金中形成大量强化相(MgZn₂相、Al₂Cu相)的同时，又不至使合金脆性过大。在合金中加入Si元素以提高合金的流动性，使其适于压铸成形；在合金中加入Ti作为细化剂细化晶粒；同时在合金中加入少量的La/Ce混合稀土元素，进一步细化Al晶粒，并提高合金的耐蚀性能。另外，在合金中加入适量的Mn、Cr等微量元素消除其他元素的不利影响。

一种薄壁结构件专用压铸铝合金的制备方法，其包括步骤：

a.合金熔炼，将相应质量份的合金原料，放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为760-780℃，原料熔炼完成后，调节熔体温度至730-750℃，对合金熔体进行除气除杂的精炼处理，得到高质量的熔体；

b.压铸成形，将处理后的合金熔体进行低温浇注，即待熔体温度降至合金近液相线温度时，浇入所述压射室11内，并立即压铸成形得到制件，其中，压射压力为60-100MPa，慢压速度为0.5-0.8m/s，快压速度为5-8m/s。

其中，所述步骤b包括步骤：

b.1超声处理，将超声振动器20的超声变幅杆21伸入所述压射室11的合金熔液中，直至合金熔液冷却至半固态区间，合金熔体在液相线下5℃～10℃，制得的半固态浆料固相率为5％～15％，所述振动头22伸入合金浆料5的液面以下10mm，冷却超声功率为1KW～3KW，超声处理0.5min～2min；

b.2抽真空，启动压射冲头10密封所述压射室11，开启真空阀40对所述压射室11和所述型腔300抽真空，保持预设真空度在60～70kPa；

b.3压铸成形，通过三级压射工艺将所述压射室11内的半固态浆料压入所述型腔300中，压射压力为60-100MPa，慢压速度为0.5-0.8m/s，最大压射速度为5-8m/s。

本发明利用真空流变压铸成形技术制备铝合金，压铸成形是使金属液在模具型腔300中快速充型并冷却，能够在合金中形成尺寸细小且分布均匀的强化相，这有利于合金性能的进一步提高。与现有技术相比，利用压铸成形该成分的铝合金，能够使合金接近甚至达到锻压件的力学性能。由于压铸充型凝固速度快，同时工艺成本降低，生产效率也得到大大提高。

实施例4

专用压铸铝合金的组分按质量百分数计为Zn：5.3％；Mg：4.6％；Cu：2.5％；Si：

1.9％；Ti：0.1％；La/Ce：0.5％；Mn：0.25％；Cr：0.25％，其余为Al以及不可避免的微量杂质元素。采用纯铝、纯锌、纯镁以及Al-Cu、Al-Si、Al-Mn、Al-Cr中间合金为原料，先去除原料表面的污物，然后将原料放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为780℃。熔炼完成后，调节熔体温度至750℃，对熔体进行除气除杂的精炼处理。所得熔体在温度降至665℃后浇入所述压射室11内，并立即压铸成形得到制件。其中，所述压射冲头10的压射压力为60MPa，慢压速度为0.6m/s，最大压射速度为8m/s。所得合金的最大抗拉强度达到430MPa。

实施例5

专用压铸铝合金的组分按质量百分数计为Zn：6.8％；Mg：3.2％；Cu：3.0％；Si：1.6％；Ti：0.15％；La/Ce：0.25％；Mn：0.2％；Cr：0.3％的合金。采用纯铝、纯锌、纯镁以及Al-Cu、Al-Si、Al-Mn、Al-Cr中间合金为原料，先去除原料表面的污物，然后将原料放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为760℃。熔炼完成后，调节熔体温度至730℃，对熔体进行除气除杂的精炼处理。所得熔体在温度降至670℃后浇入所述压射室11内，并立即压铸成形得到制件，其中，所述压射冲头10的压射压力为70MPa，慢压速度为0.8m/s，最大压射速度为5m/s。所得合金的最大抗拉强度达到440MPa。

实施例6

专用压铸铝合金的组分按质量百分数计为Zn：6.5％；Mg：3.8％；Cu：2.8％；Si：2.2％；Ti：0.08％；La/Ce：0.60％；Mn：0.3％；Cr：0.2％的合金。采用纯铝、纯锌、纯镁以及Al-Cu、Al-Si、Al-Mn、Al-Cr中间合金为原料，先去除原料表面的污物，然后将原料放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为770℃。熔炼完成后，调节熔体温度至750℃，对熔体进行除气除杂的精炼处理。所得熔体在温度降至665℃后浇入所述压射室11内，并立即压铸成形得到制件。其中，压铸机压力为70MPa，慢压速度为0.5m/s，最大压射速度为6m/s。所得合金的最大抗拉强度达到435MPa。

其中，实施例中的抗拉强度测试方法采用GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》，试验设备采用WDW-300A电子万能试验机。

实施例7

一种薄壁结构件的专用压铸铝合金的制备方法，其包括步骤：

(1)组分按质量百分数计为Zn：5.3％；Mg：4.6％；Cu：2.5％；Si：1.9％；Ti：0.1％；La/Ce：0.5％；Mn：0.25％；Cr：0.25％，其余为Al以及不可避免的微量杂质元素。采用纯铝、纯锌、纯镁以及Al-Cu、Al-Si、Al-Mn、Al-Cr中间合金为原料，先去除原料表面的污物，然后将原料放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为780℃；

(2)熔炼完成后，调节熔体温度至750℃，对熔体进行除气除杂的精炼处理，所得熔体在温度降至665℃后浇入所述压射室11内；

(3)超声处理，将超声振动器20的超声变幅杆21伸入所述压射室11的合金熔液中，直至合金熔液冷却至半固态区间，制得的半固态浆料固相率为10％，所述振动头22伸入合金浆料5的液面以下10mm，冷却超声功率为1KW，超声时间为1.5min；

(4)抽真空，启动压射冲头10密封所述压射室11，开启真空阀40对所述压射室11和所述型腔300抽真空，保持预设真空度在65kPa；

(5)压铸成形，通过三级压射工艺将所述压射室11内的半固态浆料压入所述型腔300中，压射压力为60MPa，慢压速度为0.6m/s，最大压射速度为8m/s；

(6)脱模，取件。

实施例8

专用压铸铝合金的制备方法同实施例7，不同之处在于超声至半固态浆料固相率为5％，超声时间为5min。

实施例9

专用压铸铝合金的制备方法同实施例7，不同之处在于超声至半固态浆料固相率为15％，超声时间为1min。

实施例10

专用压铸铝合金的制备方法同实施例7，不同之处在于超声至半固态浆料固相率为20％，超声时间为0.5min。

实施例11

专用压铸铝合金的制备方法同实施例7，不同之处在于超声至半固态浆料固相率为8％，超声时间为3min。

实施例12

专用压铸铝合金的制备方法同实施例7，不同之处在于超声至半固态浆料固相率为12％，超声时间为1.2min。

其中，实施例4，实施例7～12的性能测试结果如表1所示。

表1铝合金材料的性能参数

其中，超声不仅可获得球状晶粒，使晶粒的直径减小至300μm以下，而实施例4不超声的晶粒大小为1000～1600μm之间，因而施加超声有助于铝合金熔体具有较好的流变性和流变能力，超声有助于细化晶粒和均匀化组织，提高其抗拉强度，大幅提高其塑性，同时清除熔体中的气体，减少金属熔体的氧化夹杂物，改善熔体的均匀性，但超声时间不宜过长，铝合金的结晶潜热大，超声振后温度高，难以保持一定固相率的半固态流变状态，反而不利于成型，容易导致抗拉强度降低。

实施例13至实施例20

实施例13～实施例20的制备方法同实施例7，不同之处在于各组分含量中Ti和La/Ce的不同，各组分的含量及性能测试结果见表2所示。

表2实施例13～20的专用压铸铝合金的组分配比及其性能测试

从表2可知，合金中加入Ti和稀土元素La/Ce得以细化晶粒，提高抗拉强度。

实施例21至实施例28

实施例21～28的专用压铸铝合金制备方法同实施例7，不同之处在于压射压力不同，分别为65MPa、70MPa、80MPa、85MPa、90MPa、95MPa、100MPa，对比其充型能力，对比例21～28的制备方法和压射压力分别与实施例21～28对应，不同之处在于对比例21～28在大气压下进行，不抽真空，充型能力的测定是在蛇形管中进行。测定合金浆料5在压射后在蛇形管的冲型距离，性能测试结果见表3所示。

表3实施例21～28的铝合金性能测试

从表3可知，在真空度相同的情况下，压射压力不同，得以形成不同的充型能力，当压射压力为85MPa时，充型能力最佳。但是在大气压下，也就是没有抽真空的情况下，当压射压力为70MPa时，其冲型能力最佳。这是由于在薄型管内，当压射压力过大时，会增大合金浆料5的流动速度，会使型腔300内气体的反压力迅速增大，使得冲型阻力大于冲型驱动力，合金不能向前冲型，降低合金的冲型能力。而通过抽真空处理，其反压力较小，提高压射压力，不仅有助于提高合金的冲型能力，还有助于快速冲型。

实施例29至实施例35

实施例29～35的专用压铸合金的制备方法同实施例7，不同之处在于实施例29～35的真空度分别为50kPa、60kPa、65kPa、70kPa、80kPa、90kPa、100kPa。实施例29～35的性能测试结果如表4所示。

表4实施例29～35的铝合金性能测试

从表4可知，在一定真空度下得以提高冲型能力，使得合金浆料5沿型壁向型腔300四周扩展流向内流道，在金属流过的型壁上形成铸件的外壳，随后进入的液体沉积在外壳内的空间进行冲型，便于全面冲型，避免产生断流现象。

实施例36至实施例42

实施例36～42的专用压铸铝合金的制备方法同实施例7，不同之处在于最大压射速度的不同，其最大压射速度分别为4m/s、5m/s、6m/s 7m/s、8m/s、9m/s、10m/s。对比例36～42是在不抽真空的条件下，进行冲型能力的测试，其最大压射速度分别对应于实施例36～42，实施例36～42的性能测试结果如表5所示。

表5实施例36～42的铝合金的性能测试

从表5可知，在真空度相同的情况下，,最大压射速度不同，得以形成不同的充型能力，当最大压射速度为8m/s时，充型能力最佳。但是在大气压下，也就是没有抽真空的情况下，当压射压力为6m/s时，其冲型能力最佳。这是由于在薄型管内，当最大压射速度过大时，会增大合金浆料5的流动速度，会使型腔300内气体的反压力迅速增大，使得冲型阻力大于冲型驱动力，合金不能向前冲型，降低合金的冲型能力。而通过抽真空处理，其反压力较小，提高最大压射速度，不仅有助于提高合金的冲型能力，还有助于快速冲型。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种大型薄壁结构件的真空流变压铸成形方法，其特征在于，包括步骤：

S100合金熔炼，将合金熔液浇入压射室，其中，合金组分按质量百分数计为：5.3-6.8％的Zn、3.2-4.6％的Mg，2.5-3.0％的Cu、1.6-2.2％的Si、0.08-0.15％的Ti、0.25-0.6％的La/Ce、0.2-0.3％的Mn、0.2-0.3％的Cr，其余为Al以及不可避免的微量杂质元素；

S200超声处理，将超声振动器的超声变幅杆伸入所述压射室的合金熔液中，直至合金熔液冷却至半固态区间，合金熔体在液相线下5℃～10℃，超声时间为1.2min～1.5min，制得的半固态浆料固相率为12％～15％；

S300抽真空，启动压射冲头密封所述压射室，开启真空阀对所述压射室和型腔抽真空，保持预设真空度在60～70kPa；

S400压铸成形，通过三级压射工艺将所述压射室内的半固态浆料压入所述型腔中；

S500脱模，取件。

2.根据权利要求1所述的成形方法，其特征在于，所述步骤S100包括步骤：

S110合金熔炼，将合金原料在720～760℃熔化；

S120通入氩气或氮气进行精炼、除气除渣，通气时间10～15min，扒渣、静置20min待用；

S130将合金熔体浇入所述压射室内。

3.根据权利要求2所述的成形方法，其特征在于，在所述步骤S200的超声处理中，所述振动头伸入合金浆料的液面以下10mm，冷却超声功率为1KW～3KW。

4.根据权利要求3所述的成形方法，其特征在于，在所述步骤S400的压铸成形中，最大压射速度控制于6～8m/s，压射压力为60～100MPa。

5.根据权利要求4所述的成形方法，其特征在于，最大压射速度为8m/s。

6.根据权利要求5所述的成形方法，其特征在于，压射压力为85MPa。