CN114657428A - 一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺，按照以下各成分的重量百分比称取原料：Al90％、Si0.5％、Fe0.3％、Cu3.9％、Mn0.3％、Mg0.1％、Cr0.05％、Du0.12％、Ti0.08％、La0.05％，Lu0.04％、Sc0.03％、Pe0.008％。本发明将稀土元素La、Lu、Pe、Sc加入铝合金中，使铝合金熔铸时增加成分过冷，细化晶粒，减少二次晶间距，减少合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化。还可降低熔体表面张力，增加流动性，有利于浇注成锭，对工艺性能有着明显的影响。在变形铝合金中可改善氧化膜的结构，减少熔铸时的烧损和夹杂，提高出品质量。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金材料加工技术领域，更具体为一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺及其制备方法。
背景技术
冰箱发泡模作为冰箱生产的制造的一个重要模具，其加工制造的好坏，将直接关系到整个产品的优劣，甚至会影响整个产品制造的成败。目前可作为冰箱发泡模的材料有金属和非金属两类，采用金属制做的发泡模无疑能运用于大批量及高速生产中，发泡模金属材料有铝、铜、低熔点合金、镍、铁、锌合金等。其中铝合金制做的发泡模应用最广泛，其具有导热性能好、容易调节模具温度，不易生锈和被腐蚀，容易维修、保管、造价低廉、制做时间段等优点。
目前，现有的铝合金发泡模具有质软、强度低、内部组织致密性差等缺点，其而在发泡模加工时生成多种氧化杂质，从而影响铸件质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺及其制备方法，解决了铝合金发泡模具有质软、强度低、内部组织致密性差等缺点，其而在发泡模加工时生成多种氧化杂质，从而影响铸件质量的问题，满足实际使用需求。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺，包含以下各成分的重量百分比原料：Al 90～92.8％、Si 0.5～1.2％、Fe 0.3～0.7％、Cu 3.9～5.0％、Mn 0.3～1.2％、Mg 0.1～0.6％、Cr 0.05～0.1％、Du 0.12～0.25％、Ti 0.08～0.15％、La 0.05～0.1％，Lu 0.04～0.06％、Sc 0.03～0.05％、Pe0.008～0.02％。
作为本发明的一种优选实施方式，按照以下各成分的重量百分比称取原料：Al92.5％、Si 1％、Fe 0.4％、Cu 4.41％、Mn 0.8％、Mg 0.3％、Cr 0.075％、Du 0.22％、Ti0.12％、La 0.07％，Lu 0.05％、Sc 0.04％、Pe 0.015％。
作为本发明的一种优选实施方式，所述改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺包括如下步骤：
S1：熔炼，将配比后的Al、Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Du、Ti按顺序依次投入熔炼炉中进行熔炼，控制炉内温度为730～770℃，待炉内出现铝水时，向熔炼炉中加入覆盖剂进行覆盖，然后以32～45rpm的搅拌速度搅拌10～22min，在铝液温度达到750±10℃时用高纯氮气作载体，将精炼剂通入熔炼炉内熔体中进行精炼，接着加入配比后的Lu、Sc、Pe，将电炉倾斜28°，采用扒渣工具去除炉内金属液面的炉渣，经过精炼、扒渣得到合格成分后，开启熔炼炉加热功能，在720～750℃下静置26～28min，最后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，将铝液从精炼炉导出至保温炉中保温；
S2：浇铸，将铝液从保温炉导入经过流槽进入浇铸装置中，进行精炼，再次除气除渣后进行连续浇铸，浇铸温度控制在690～760℃，采用滴灌浇铸方式进行浇铸获得铸造后铸坯，铸造初始冷却水流量800～1000L/min，正常流量1000～1200L/min；
S3：热处理，对铸件进行表面处理，然后将铸件在240～300℃下静置1.5～2.5h，接着以每小时80～100℃的速度升温加热至520～600℃，再静置4～6h，然后进行空气冷却，接着以每小时50～70℃的速度升温加热至360～400℃，再静置4～6h，最后降温至150～180℃后，用水或稀乳化液对铸件进行快速冷却处理，并控制铸件表面温度小于70℃，用压缩空气将铸件表面的水吹干，保持铸件的洁净和干燥后，再自然冷却，空冷至室温即可。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤S1中，每种原料加入熔炼炉的间隔为3～5min，且在加入过程中持续搅拌。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤S2中，所述精炼剂为JGJ—1型精炼剂，且精炼剂相当于铝合金熔体重量的0.15～0.21％，所述覆盖剂为70-80％的玻璃和20-30％的石灰石组成的混合物。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤S2中，铸造初始速度为10～20mm/min，正常速度为25～38m/min，冷却水温度为10～25℃，冷却水强度为0.11～0.14MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明，将稀土元素La、Lu、Pe、Sc加入铝合金中，使铝合金熔铸时增加成分过冷，细化晶粒，减少二次晶间距，减少合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化。还可降低熔体表面张力，增加流动性，有利于浇注成锭，对工艺性能有着明显的影响。在变形铝合金中可改善氧化膜的结构，减少熔铸时的烧损和夹杂，提高出品质量。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺，包含以下各成分的重量百分比原料：Al90～92.8％、Si 0.5～1.2％、Fe 0.3～0.7％、Cu 3.9～5.0％、Mn 0.3～1.2％、Mg 0.1～0.6％、Cr 0.05～0.1％、Du 0.12～0.25％、Ti 0.08～0.15％、La 0.05～0.1％，Lu 0.04～0.06％、Sc 0.03～0.05％、Pe 0.008～0.02％。
实施例1
一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺，按照以下各成分的重量百分比称取原料：Al 92.5％、Si 1％、Fe 0.4％、Cu 4.41％、Mn 0.8％、Mg 0.3％、Cr 0.075％、Du0.22％、Ti 0.12％、La 0.07％，Lu 0.05％、Sc 0.04％、Pe 0.015％。
进一步改进地，所述改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺包括如下步骤：
S1：熔炼，将配比后的Al、Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Du、Ti按顺序依次投入熔炼炉中进行熔炼，控制炉内温度为740℃，待炉内出现铝水时，向熔炼炉中加入覆盖剂进行覆盖，然后以40rpm的搅拌速度搅拌15min，在铝液温度达到750±10℃时用高纯氮气作载体，将精炼剂通入熔炼炉内熔体中进行精炼，接着加入配比后的Lu、Sc、Pe，将电炉倾斜28°，采用扒渣工具去除炉内金属液面的炉渣，经过精炼、扒渣得到合格成分后，开启熔炼炉加热功能，在740℃下静置27min，最后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，将铝液从精炼炉导出至保温炉中保温；
S2：浇铸，将铝液从保温炉导入经过流槽进入浇铸装置中，进行精炼，再次除气除渣后进行连续浇铸，浇铸温度控制在720℃，采用滴灌浇铸方式进行浇铸获得铸造后铸坯，铸造初始冷却水流量900L/min，正常流量1100L/min；
S3：热处理，对铸件进行表面处理，然后将铸件在260℃下静置2h，接着以每小时90℃的速度升温加热至580℃，再静置5h，然后进行空气冷却，接着以每小时60℃的速度升温加热至380℃，再静置5h，最后降温至170°C后，用水或稀乳化液对铸件进行快速冷却处理，并控制铸件表面温度小于70℃，用压缩空气将铸件表面的水吹干，保持铸件的洁净和干燥后，再自然冷却，空冷至室温即可。
进一步改进地，步骤S1中，每种原料加入熔炼炉的间隔为4min，且在加入过程中持续搅拌。
进一步改进地，步骤S2中，所述精炼剂为JGJ—1型精炼剂，且精炼剂相当于铝合金熔体重量的0.18％，所述覆盖剂为75％的玻璃和15％的石灰石组成的混合物。步骤S2中，铸造初始速度为15mm/min，正常速度为30m/min，冷却水温度为15℃，冷却水强度为0.12MPa。
实施例2
一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺，按照以下各成分的重量百分比称取原料：Al 92.8％、Si 1.2％、Fe 0.7％、Cu 5.0％、Mn 1.2％、Mg 0.6％、Cr 0.1％、Du 0.25％、Ti 0.15％、La 0.1％，Lu 0.06％、Sc 0.05％、Pe 0.02％。
进一步改进地，所述改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺包括如下步骤：
S1：熔炼，将配比后的Al、Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Du、Ti按顺序依次投入熔炼炉中进行熔炼，控制炉内温度为770℃，待炉内出现铝水时，向熔炼炉中加入覆盖剂进行覆盖，然后以45rpm的搅拌速度搅拌22min，在铝液温度达到750±10℃时用高纯氮气作载体，将精炼剂通入熔炼炉内熔体中进行精炼，接着加入配比后的Lu、Sc、Pe，将电炉倾斜28°，采用扒渣工具去除炉内金属液面的炉渣，经过精炼、扒渣得到合格成分后，开启熔炼炉加热功能，在750℃下静置28min，最后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，将铝液从精炼炉导出至保温炉中保温；
S2：浇铸，将铝液从保温炉导入经过流槽进入浇铸装置中，进行精炼，再次除气除渣后进行连续浇铸，浇铸温度控制在760℃，采用滴灌浇铸方式进行浇铸获得铸造后铸坯，铸造初始冷却水流量1000L/min，正常流量1200L/min；
S3：热处理，对铸件进行表面处理，然后将铸件在300℃下静置2.5h，接着以每小时100℃的速度升温加热至600℃，再静置6h，然后进行空气冷却，接着以每小时70℃的速度升温加热至400℃，再静置6h，最后降温至180℃后，用水或稀乳化液对铸件进行快速冷却处理，并控制铸件表面温度小于70℃，用压缩空气将铸件表面的水吹干，保持铸件的洁净和干燥后，再自然冷却，空冷至室温即可。
进一步改进地，步骤S1中，每种原料加入熔炼炉的间隔为5min，且在加入过程中持续搅拌。
进一步改进地，步骤S2中，所述精炼剂为JGJ—1型精炼剂，且精炼剂相当于铝合金熔体重量的0.21％，所述覆盖剂为70-80％的玻璃和20-30％的石灰石组成的混合物。步骤S2中，铸造初始速度为20mm/min，正常速度为38m/min，冷却水温度为25℃，冷却水强度为0.14MPa。
实施例3
一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺，按照以下各成分的重量百分比称取原料：Al 90％、Si 0.5％、Fe 0.3％、Cu 3.9％、Mn 0.3％、Mg 0.1％、Cr 0.05％、Du 0.12％、Ti 0.08％、La 0.05％，Lu 0.04％、Sc 0.03％、Pe 0.008％。
进一步改进地，所述改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺包括如下步骤：
S1：熔炼，将配比后的Al、Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Du、Ti按顺序依次投入熔炼炉中进行熔炼，控制炉内温度为730℃，待炉内出现铝水时，向熔炼炉中加入覆盖剂进行覆盖，然后以32rpm的搅拌速度搅拌10min，在铝液温度达到750±10℃时用高纯氮气作载体，将精炼剂通入熔炼炉内熔体中进行精炼，接着加入配比后的Lu、Sc、Pe，将电炉倾斜28°，采用扒渣工具去除炉内金属液面的炉渣，经过精炼、扒渣得到合格成分后，开启熔炼炉加热功能，在720℃下静置26min，最后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，将铝液从精炼炉导出至保温炉中保温；
S2：浇铸，将铝液从保温炉导入经过流槽进入浇铸装置中，进行精炼，再次除气除渣后进行连续浇铸，浇铸温度控制在690℃，采用滴灌浇铸方式进行浇铸获得铸造后铸坯，铸造初始冷却水流量800L/min，正常流量1000L/min；
S3：热处理，对铸件进行表面处理，然后将铸件在240℃下静置1.5h，接着以每小时80℃的速度升温加热至520℃，再静置4h，然后进行空气冷却，接着以每小时50℃的速度升温加热至360℃，再静置4h，最后降温至150℃后，用水或稀乳化液对铸件进行快速冷却处理，并控制铸件表面温度小于70℃，用压缩空气将铸件表面的水吹干，保持铸件的洁净和干燥后，再自然冷却，空冷至室温即可。
进一步改进地，步骤S1中，每种原料加入熔炼炉的间隔为3min，且在加入过程中持续搅拌。
进一步改进地，步骤S2中，所述精炼剂为JGJ—1型精炼剂，且精炼剂相当于铝合金熔体重量的0.15％，所述覆盖剂为70％的玻璃和20％的石灰石组成的混合物。步骤S2中，铸造初始速度为10mm/min，正常速度为25m/min，冷却水温度为10℃，冷却水强度为0.11MPa。
实施例4
一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺，按照以下各成分的重量百分比称取原料：Al 92.5％、Si 1％、Fe 0.4％、Cu 4.41％、Mn 0.8％、Mg 0.3％、Cr 0.075％、Ti0.12％、La 0.07％。
进一步改进地，所述改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺包括如下步骤：
S1：熔炼，将配比后的Al、Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Ti按顺序依次投入熔炼炉中进行熔炼，控制炉内温度为740℃，待炉内出现铝水时，向熔炼炉中加入覆盖剂进行覆盖，然后以40rpm的搅拌速度搅拌15min，在铝液温度达到750±10℃时用高纯氮气作载体，将精炼剂通入熔炼炉内熔体中进行精炼，将电炉倾斜28°，采用扒渣工具去除炉内金属液面的炉渣，经过精炼、扒渣得到合格成分后，开启熔炼炉加热功能，在740℃下静置27min，最后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，将铝液从精炼炉导出至保温炉中保温；
S2：浇铸，将铝液从保温炉导入经过流槽进入浇铸装置中，进行精炼，再次除气除渣后进行连续浇铸，浇铸温度控制在720℃，采用滴灌浇铸方式进行浇铸获得铸造后铸坯，铸造初始冷却水流量900L/min，正常流量1100L/min；
S3：热处理，对铸件进行表面处理，然后将铸件在260℃下静置2h，接着以每小时90℃的速度升温加热至580℃，再静置5h，然后进行空气冷却，接着以每小时60℃的速度升温加热至380℃，再静置5h，最后降温至170°C后，用水或稀乳化液对铸件进行快速冷却处理，并控制铸件表面温度小于70℃，用压缩空气将铸件表面的水吹干，保持铸件的洁净和干燥后，再自然冷却，空冷至室温即可。
进一步改进地，步骤S1中，每种原料加入熔炼炉的间隔为4min，且在加入过程中持续搅拌。
进一步改进地，步骤S2中，所述精炼剂为JGJ—1型精炼剂，且精炼剂相当于铝合金熔体重量的0.18％，所述覆盖剂为75％的玻璃和15％的石灰石组成的混合物。步骤S2中，铸造初始速度为15mm/min，正常速度为30m/min，冷却水温度为15℃，冷却水强度为0.12MPa。
实施例5
一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺，按照以下各成分的重量百分比称取原料：Al 92.5％、Si 1％、Fe 0.4％、Cu 4.41％、Mn 0.8％、Mg 0.3％、Cr 0.075％、Du0.22％、Ti 0.12％、La 0.07％，Lu 0.05％、Sc 0.04％、Pe 0.015％。
进一步改进地，所述改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺包括如下步骤：
S1：熔炼，将配比后的Al、Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Du、Ti按顺序依次投入熔炼炉中进行熔炼，控制炉内温度为740℃，待炉内出现铝水时，向熔炼炉中加入覆盖剂进行覆盖，然后以40rpm的搅拌速度搅拌15min，接着加入配比后的Lu、Sc、Pe，将电炉倾斜28°，采用扒渣工具去除炉内金属液面的炉渣，经过精炼、扒渣得到合格成分后，开启熔炼炉加热功能，在740℃下静置27min，将铝液从精炼炉导出至保温炉中保温；
S2：浇铸，将铝液从保温炉导入经过流槽进入浇铸装置中，进行精炼，再次除气除渣后进行连续浇铸，浇铸温度控制在720℃，采用滴灌浇铸方式进行浇铸获得铸造后铸坯，铸造初始冷却水流量900L/min，正常流量1100L/min；
S3：热处理，对铸件进行表面处理，然后将铸件在260℃下静置2h，接着以每小时90℃的速度升温加热至580℃，再静置5h，然后进行空气冷却，接着以每小时60℃的速度升温加热至380℃，再静置5h，最后降温至170°C后，用水或稀乳化液对铸件进行快速冷却处理，并控制铸件表面温度小于70℃，用压缩空气将铸件表面的水吹干，保持铸件的洁净和干燥后，再自然冷却，空冷至室温即可。
进一步改进地，步骤S1中，每种原料加入熔炼炉的间隔为4min，且在加入过程中持续搅拌。
进一步改进地，步骤S2中，所述精炼剂为JGJ—1型精炼剂，且精炼剂相当于铝合金熔体重量的0.18％，所述覆盖剂为75％的玻璃和15％的石灰石组成的混合物。步骤S2中，铸造初始速度为15mm/min，正常速度为30m/min，冷却水温度为15℃，冷却水强度为0.12MPa。
本发明实施例1～3及对比例4～5铝合金发泡模铸件性能测试结果：
| 抗拉强度MPa | 屈服强度MPa | 延伸率％ | 外观 | |
| 实施例1 | 609.68 | 586.40 | 25.40 | 良好 |
| 实施例2 | 601.54 | 549.52 | 24.54 | 良好 |
| 实施例3 | 591.23 | 535.55 | 23.72 | 良好 |
| 对比例4 | 580.61 | 501.18 | 18.33 | 良好 |
| 对比例5 | 544.03 | 490.97 | 15.13 | 表面裂纹 |
从表中可知，实施例1～3加工工艺制得的铝合金发泡模铸件，具有良好的抗拉强度、屈服强度和延伸率较佳，而对比例4～5的抗拉强度、屈服强度和延伸率较差。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺，其特征在于：包含以下各成分的重量百分比原料：Al 90～92.8％、Si 0.5～1.2％、Fe 0.3～0.7％、Cu 3.9～5.0％、Mn 0.3～1.2％、Mg 0.1～0.6％、Cr 0.05～0.1％、Du 0.12～0.25％、Ti 0.08～0.15％、La 0.05～0.1％，Lu 0.04～0.06％、Sc 0.03～0.05％、Pe 0.008～0.02％。
2.根据权利要求1所述一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺，其特征在于：按照以下各成分的重量百分比称取原料：Al 92.5％、Si 1％、Fe 0.4％、Cu 4.41％、Mn 0.8％、Mg0.3％、Cr 0.075％、Du 0.22％、Ti 0.12％、La 0.07％，Lu 0.05％、Sc 0.04％、Pe0.015％。
3.根据权利要求1-2所述一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺制备方法，其特征在于：所述改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺包括如下步骤：
S1：熔炼，将配比后的Al、Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Du、Ti按顺序依次投入熔炼炉中进行熔炼，控制炉内温度为730～770℃，待炉内出现铝水时，向熔炼炉中加入覆盖剂进行覆盖，然后以32～45rpm的搅拌速度搅拌10～22min，在铝液温度达到750±10℃时用高纯氮气作载体，将精炼剂通入熔炼炉内熔体中进行精炼，接着加入配比后的Lu、Sc、Pe，将电炉倾斜28°，采用扒渣工具去除炉内金属液面的炉渣，经过精炼、扒渣得到合格成分后，开启熔炼炉加热功能，在720～750℃下静置26～28min，最后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，将铝液从精炼炉导出至保温炉中保温；
S2：浇铸，将铝液从保温炉导入经过流槽进入浇铸装置中，进行精炼，再次除气除渣后进行连续浇铸，浇铸温度控制在690～760℃，采用滴灌浇铸方式进行浇铸获得铸造后铸坯，铸造初始冷却水流量800～1000L/min，正常流量1000～1200L/min；
S3：热处理，对铸件进行表面处理，然后将铸件在240～300℃下静置1.5～2.5h，接着以每小时80～100℃的速度升温加热至520～600℃，再静置4～6h，然后进行空气冷却，接着以每小时50～70℃的速度升温加热至360～400℃，再静置4～6h，最后降温至150～180℃后，用水或稀乳化液对铸件进行快速冷却处理，并控制铸件表面温度小于70℃，用压缩空气将铸件表面的水吹干，保持铸件的洁净和干燥后，再自然冷却，空冷至室温即可。
4.根据权利要求3所述一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺制备方法，其特征在于：步骤S1中，每种原料加入熔炼炉的间隔为3～5min，且在加入过程中持续搅拌。
5.根据权利要求3所述一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述精炼剂为JGJ—1型精炼剂，且精炼剂相当于铝合金熔体重量的0.15～0.21％，所述覆盖剂为70-80％的玻璃和20-30％的石灰石组成的混合物。
6.根据权利要求3所述一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺制备方法，其特征在于：步骤S2中，铸造初始速度为10～20mm/min，正常速度为25～38m/min，冷却水温度为10～25℃，冷却水强度为0.11～0.14MPa。
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| CN202210326280.XA CN114657428A (zh) | 2022-03-30 | 2022-03-30 | 一种改进型冰箱发泡模铸件的加工工艺及其制备方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115287511A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-11-04 | 安徽辉隆集团辉铝新材料科技有限公司 | 一种7020超硬铝合金型材及制备方法 |
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2022
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