本發(fā)明屬于鐵銅合金鑄造，涉及一種新能源汽車(chē)用的鐵銅合金支架鑄件的鑄造工藝。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代工業(yè)中，鐵銅合金因其具有一定的強(qiáng)度和良好的導(dǎo)電性，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、電子設(shè)備等領(lǐng)域，然而因其本身性能的限制，其應(yīng)用仍然處于不斷發(fā)展和完善的階段。以新能源汽車(chē)的鐵銅合金支架鑄件為例，鐵銅合金作為一種難混溶金屬，在其凝固過(guò)程中會(huì)發(fā)生亞穩(wěn)液相分離現(xiàn)象，形成兩種液相區(qū)域，即富銅區(qū)和富鐵區(qū)，導(dǎo)致合金凝固后存在嚴(yán)重的宏觀偏析，從而使所制備的合金出現(xiàn)成分、組織和性能不均勻的問(wèn)題；再者，車(chē)輛行駛過(guò)程中會(huì)承受諸如急加速、急剎車(chē)、頻繁轉(zhuǎn)向以及行駛在顛簸路段等復(fù)雜受力情況時(shí)，而混合晶體結(jié)構(gòu)中原子間的結(jié)合力分布不均勻等問(wèn)題，使得不太穩(wěn)定的原子排列更容易發(fā)生改變，長(zhǎng)此以往容易出現(xiàn)扭曲變形；此外，由于鐵銅合金中銅原子和鐵原子的振動(dòng)頻率和振幅不同，導(dǎo)致其吸收或放出相同熱量時(shí)溫度變化相對(duì)較大，在溫度急劇變化時(shí)，熱量來(lái)不及均勻傳遞，局部溫度差異大，進(jìn)一步加劇了不同區(qū)域原子間的熱膨脹差異，從而大大增加了熱應(yīng)力，當(dāng)熱應(yīng)力超過(guò)合金的承受極限時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)細(xì)微的裂紋，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致支架鑄件炸裂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種新能源汽車(chē)用的鐵銅合金支架鑄件的鑄造工藝，本發(fā)明中的各組成分相互作用，提高鐵銅合金內(nèi)部的均勻性和致密性，改善因相容性差引起的偏析現(xiàn)象，從而減少溫度驟變或者高壓環(huán)境下裂紋的產(chǎn)生，協(xié)同提高鐵銅合金性能。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種新能源汽車(chē)用的鐵銅合金支架鑄件的鑄造工藝，所述鑄造工藝包括如下步驟：

4、(1)將銅粉、鐵粉混合后浸于處理液中超聲處理，干燥后球磨，得到粉末a；

5、(2)將粉末a放入中頻爐，攪拌后得到熔液a；

6、(3)將填料a加入爐內(nèi)，攪拌后得到熔液b；

7、(4)將填料b加入爐內(nèi)，變速攪拌得到合金液；

8、(5)氮?dú)猸h(huán)境下，將合金液澆注進(jìn)模具中，冷卻至室溫，待鑄件凝固后脫模，打磨，拋光，對(duì)鑄件進(jìn)行熱處理，隨爐冷卻，得到新能源汽車(chē)用的鐵銅合金支架鑄件。

9、進(jìn)一步地，步驟(1)所述銅粉和鐵粉的質(zhì)量比為8.4-9.3：0.7-1.6；所述處理液由1.5-3.5wt％異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯和余量的無(wú)水乙醇混合得到；所述超聲處理的參數(shù)為：超聲頻率為40-60khz，超聲溫度為50-60℃，超聲時(shí)間為10-30min；所述球磨步驟的參數(shù)為：球磨轉(zhuǎn)速為220-320rmp，球磨時(shí)間為3-5h。

10、進(jìn)一步地，步驟(2)所述中頻爐的溫度為1100-1300℃；所述攪拌步驟的參數(shù)為：攪拌速度為30-50rmp，攪拌時(shí)間為30-40min。

11、進(jìn)一步地，步驟(3)所述填料a占所述熔液b的1.2-1.6wt％；所述攪拌步驟的參數(shù)為：攪拌速度為50-70rmp，攪拌時(shí)間為1.2-1.8h。

12、進(jìn)一步地，所述填料a的制備方法為：將0.5-1.5重量份的鑭、0.3-1.2重量份的鈰、0.2-1重量份的釹、0.6-1.2重量份的硼、0.5-0.7重量份的鎂、0.3-0.5重量份的硫化鋅、0.3-0.5重量份的對(duì)羥基磷灰石和0.5-0.8重量份的氟鋁酸鈉混合后，設(shè)置球磨轉(zhuǎn)速為300-700rmp，球磨1-2h，得到填料a。

13、進(jìn)一步地，步驟(4)所述填料b占所述合金液的1.5-2.5wt％；所述變速攪拌為先以600-1000rmp轉(zhuǎn)速攪拌20-30min，再以80-120rmp攪拌1-2h。

14、進(jìn)一步地，所述填料b的制備方法為：將2-3重量份的修復(fù)膠囊、0.6-0.8重量份的金屬熔劑、0.1-0.2重量份聚乙烯吡咯烷酮、0.02-0.1重量份的十二烷基苯磺酸鈉、0.5-0.7重量份的鎂、0.5-0.8重量份的氟鋁酸鈉和8-10重量份的50-60wt％乙醇混合后，設(shè)置超聲頻率為30-40khz，超聲溫度為40-50℃，超聲攪拌20-30min，干燥，得到填料b；其中，所述金屬熔劑由0.31-0.39重量份的氯化鈉、0.2-0.28重量份的氯化鉀和0.08-0.14重量份的氯化鋰組成。

15、進(jìn)一步地，所述修復(fù)膠囊的制備方法為：

16、a、將莫來(lái)石球磨、磁控濺射后與異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯按照質(zhì)量比3.2-4.5：0.5-1.2混合得到殼層材料；

17、b、將1.2-2.6重量份的平均粒徑為5-35μm的硅粉末和6-12重量份的75-85wt％乙醇溶液混合后，以1000-5000rmp轉(zhuǎn)速攪拌20-40min，得到修復(fù)劑懸液；

18、c、將2.5-3.5重量份的殼層材料、1.2-2重量份的修復(fù)劑懸液、0.03-0.05重量份的過(guò)硫酸鉀和0.04-0.08重量份的二月桂酸二丁基錫混合后，在70-80℃、700-900rmp轉(zhuǎn)速下攪拌3.2-3.8h，以800-2000rmp轉(zhuǎn)速離心10-20min，過(guò)200目濾布，去離子水洗滌沉淀，于70℃烘箱中干燥10h，得到修復(fù)膠囊。

19、進(jìn)一步地，所述球磨步驟的參數(shù)為：球磨轉(zhuǎn)速為220-380rmp，球磨時(shí)間為2-4h；所述磁控濺射為以氧化鋁為靶材，在100-200w濺射功率下進(jìn)行磁控濺射，沉積時(shí)間為30-60min。

20、進(jìn)一步地，步驟(5)所述模具預(yù)熱至200-300℃；所述澆注速度為3-5kg/s；所述熱處理為將鑄件退火處理，先加熱至800-850℃并保溫2-3h，再于400-500℃進(jìn)行回火。

21、本發(fā)明的有益效果：

22、(1)本發(fā)明的填料a由鑭、鈰等稀土元素、硼、硫化鋅、對(duì)羥基磷灰石等成分組成，其中稀土元素的未成對(duì)電子與銅、鐵原子的電子相互作用，形成電子云重疊，在鐵銅界面起到橋梁作用，促進(jìn)鐵銅原子結(jié)合；進(jìn)一步地說(shuō)，稀土元素在晶界處偏聚，降低晶界能，抑制晶界遷移和晶粒長(zhǎng)大，從而細(xì)化晶粒，增加相界面積，相界面積的增加為銅、鐵原子的相互擴(kuò)散提供了更多的通道和活性位點(diǎn)，從而提高鐵銅合金相容性；此外，硼可通過(guò)與銅、鐵形成穩(wěn)定化合物抑制偏析，硫化鋅、對(duì)羥基磷灰石等在合金中形成細(xì)小的彌散相，通過(guò)阻礙基體相晶粒長(zhǎng)大促進(jìn)不同成分均勻分散，減少偏析現(xiàn)象的發(fā)生，使鐵銅合金結(jié)構(gòu)更為均勻穩(wěn)定，進(jìn)而提高鐵銅合金在溫度變化時(shí)的抗變形、抗裂能力。

23、(2)本發(fā)明填料b的修復(fù)膠囊中莫來(lái)石的斜方晶系晶體結(jié)構(gòu)賦予其高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，氧化鋁沉積在其表面形成一層堅(jiān)固的保護(hù)膜，進(jìn)一步增強(qiáng)了殼層材料的穩(wěn)定性和耐磨性，使其在高溫條件下不會(huì)輕易熔化或變形；異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯既能與銅、鐵粉表面發(fā)生化學(xué)鍵合，又能與莫來(lái)石表面發(fā)生化學(xué)鍵合，當(dāng)合金出現(xiàn)裂紋時(shí)，起到支撐作用阻止裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)散，同時(shí)硅粉末流出，通過(guò)少量聚集填充或者和其他成分相互作用進(jìn)一步填充破裂處；金屬熔劑通過(guò)與其他成分相互作用，降低合金的熔點(diǎn)，改善合金的流動(dòng)性，減少合金在澆筑過(guò)程中缺陷的產(chǎn)生，使得合金結(jié)構(gòu)更為致密，提高對(duì)驟冷驟熱環(huán)境的抵抗能力；聚乙烯吡咯烷酮和十二烷基苯磺酸鈉等成分促進(jìn)各成分均勻分散、避免團(tuán)聚，協(xié)同提高鐵銅合金的性能。

24、(3)本發(fā)明中的各組成分相互作用，提高鐵銅合金內(nèi)部的均勻性和致密性，改善因相容性差引起的偏析現(xiàn)象，從而減少溫度驟變或者高壓環(huán)境下裂紋的產(chǎn)生，協(xié)同提高鐵銅合金性能。