一種鋁合金圓環(huán)的復(fù)合擠壓鑄造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋁合金圓環(huán)的復(fù)合擠壓鑄造方法，屬鋁合金異形零件的制備及應(yīng) 用的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋁合金制品的擠壓鑄造是一種液態(tài)成型工藝，是對澆入模具型腔內(nèi)的液態(tài)合金施 加較高的機械壓力，使其凝固成型，制成機械零件和制品。
[0003] 目前，直接擠壓鑄造是將液態(tài)金屬直接澆入金屬模具內(nèi)，隨后合模，實現(xiàn)金屬液充 填流動，使金屬液充填全部型腔，繼續(xù)升壓和保壓使鑄件凝固，冷卻后脫模，完成鑄造的全 過程；隨著技術(shù)的發(fā)展，鋁合金異形、復(fù)雜零件較多，液態(tài)金屬在鑄造充型過程中加壓凝固 難度大，尤其是角部、邊緣部位和異形結(jié)構(gòu)部位，很難進行加壓凝固，致使鑄造中形成縮松 和縮孔，對鑄件的質(zhì)量造成很大的危害；還有的采用間接擠壓鑄造，用成型壓頭，將鋁合金 液擠入型腔內(nèi)，由壓頭和凹模組成的內(nèi)澆道將壓力傳遞到鑄件上；但壓頭只是部分加壓鑄 件，鑄件的金相組織結(jié)構(gòu)的致密性較低，而且金屬液注入模腔后，由于隨著金屬液充填流 動，金屬液溫度已經(jīng)下降，澆道部分也已開始凝固，傳遞壓力效果不好，因此鑄件經(jīng)常有縮 孔和縮松現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的
[0005] 本發(fā)明的目的是針對【背景技術(shù)】的狀況，在鋁合金圓環(huán)零件的鑄造中采用復(fù)合擠壓 鑄造的方法，經(jīng)熔煉鋁合金液、模具內(nèi)澆鑄、復(fù)合擠壓，制成圓環(huán)形鋁合金鑄件，以消除圓環(huán) 鑄件的縮孔、縮松現(xiàn)象，改善鑄件的金相組織結(jié)構(gòu)，提高鋁合金鑄件的力學(xué)性能。
[0006] 技術(shù)方案
[0007] 本發(fā)明使用的化學(xué)物質(zhì)材料為：鋁合金、KCl-NaCl基體精煉劑、無水乙醇、石墨潤 滑油、硅藻土脫模劑，其準(zhǔn)備用量如下：以克、毫升為計量單位
【主權(quán)項】
1. 一種鋁合金圓環(huán)的復(fù)合擠壓鑄造方法，其特征在于： 使用的化學(xué)物質(zhì)材料為：鋁合金、KCl-NaCl基體精煉劑、無水乙醇、石墨潤滑油、硅藻 土脫模劑，其準(zhǔn)備用量如下：以克、毫升為計量單位
復(fù)合擠壓鑄造方法如下： (1) 制造復(fù)合擠壓鑄造模具 復(fù)合擠壓鑄造模具用熱作模具鋼4Cr5M〇SiVl制造，凸模擠壓表面、凹模型腔表面粗糙 度均為：RaO. 08-0. 16ym; (2) 熔煉鋁合金液 鋁合金液的熔煉是在坩堝熔煉爐內(nèi)進行的，是在加熱過程中、精煉劑作用下完成的； ① 清理熔煉坩堝，用金屬鏟、金屬刷清理熔煉坩堝，使其表面清潔； ② 清潔熔煉坩堝內(nèi)部，用無水乙醇清洗坩堝內(nèi)表面，然后晾干； ③ 切制錯合金塊，將錯合金塊用機械進行切制，成l〇_X8_X12mm的金屬塊； ④ 預(yù)熱鋁合金塊，將切制的鋁合金塊置于預(yù)熱爐內(nèi)，進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為200°C，備 用； ⑤ 預(yù)熱熔煉坩堝，開啟坩堝熔煉爐，預(yù)熱坩堝，預(yù)熱溫度為250°C，備用； ⑥ 熔煉鋁合金液 將預(yù)熱后的鋁合金塊置于預(yù)熱的熔煉坩堝內(nèi)，開啟坩堝熔煉爐加熱器，加熱熔煉鋁合 金塊，熔煉溫度720°C±5 °C，在此溫度恒溫保溫15min，然后加入KCl-NaCl基體精煉劑 30g±lg，攪動鋁合金液，使精煉劑與鋁合金液充分混和；清理鋁合金液中熔渣，將溫度調(diào)至 700°C±5°C繼續(xù)熔煉，恒溫保溫15min，備用； (3) 復(fù)合擠壓鑄造 鋁合金圓環(huán)的復(fù)合擠壓鑄造是在擠壓鑄造機上進行的，是在復(fù)合擠壓鑄造模具內(nèi)，鋁 合金液進行充填、保壓、復(fù)合擠壓、保壓、脫模，成型為鋁合金圓環(huán)； ①安裝復(fù)合擠壓鑄造模具 將復(fù)合擠壓鑄造模具的凹模置于擠壓鑄造機的下工作臺上，并與擠壓鑄造機的料缸、 頂桿、壓射桿垂直連接； 將擠壓鑄造模具的凸模置于擠壓鑄造機的上部，通過凸模板將其固定在擠壓鑄造機的 活動型板上； 將上部推桿連接在擠壓鑄造機的脫模用油壓缸上； 調(diào)整下部壓射桿與上部推桿在同一中心線上； ② 預(yù)熱料缸、擠壓鑄造模具 開啟擠壓鑄造機的加熱器，預(yù)熱料缸、擠壓鑄造模具，預(yù)熱溫度為230°C; ③ 將石墨潤滑油100mL±5mL注入料缸與頂桿之間的間隙中，進行潤滑； ④ 將硅藻土脫模劑150mL± 10mL均勻地噴涂在擠壓鑄造模具的凹模、凸模表面，涂層 厚度 0. 02mm; ⑤ 將鋁合金液加入到料缸的液腔內(nèi)； ⑥ 合模，當(dāng)推板接觸凹模時，壓射桿、頂桿推動鋁合金液進入凹模型腔，下部頂桿加壓， 壓力為25Mpa，恒壓保壓時間6s; ⑦ 脫模油壓缸拉動上部推桿上移，推桿通過頂出板及連接導(dǎo)柱拉動推板上移，當(dāng)上頂 出板接觸上限位塊后，脫模油壓缸停止運動，擠壓鑄造機主油缸施壓，推動凸模繼續(xù)運動與 凹模進行合模，使凸模進入凹模，壓緊，主油缸進行保壓，保壓壓力為80MPa，保壓時間30s; ⑧ 主油缸拉動凸模板開模，脫模油壓缸頂壓，推動推板頂出鋁合金圓環(huán)； ⑨ 冷卻，鋁合金圓環(huán)在空氣中冷卻至25°C， (4) 清理鑄件 將鋁合金圓環(huán)置于鋼質(zhì)平板上，用機械清理鋁合金圓環(huán)各部及周邊； (5) 清潔鑄件 將清理后的鋁合金圓環(huán)鑄件置于鋼質(zhì)平板上，用砂紙打磨內(nèi)孔及表面，然后用無水乙 醇洗滌，洗滌后晾干，即終產(chǎn)物鋁合金圓環(huán)； (6) 檢測、分析、表征 對制備的鋁合金圓環(huán)的形貌、色澤、金相組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能進行檢測、分析、表征； 用金相分析儀進行金相組織分析； 用微機控制的電子萬能試驗機進行抗拉強度分析； 用布氏硬度計進行硬度分析； 用圖像自動分析儀進行針孔度分析； 結(jié)論：鋁合金圓環(huán)為圓孔型，金相組織致密性好，抗拉強度達230MPa，硬度達75HB，針 孔度等級為一級。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁合金圓環(huán)的復(fù)合擠壓鑄造方法，其特征在于： 模具由凹模（4)、凸模（3)和復(fù)合擠壓裝置組成； 凹模⑷通過左導(dǎo)柱（15)、右導(dǎo)柱（16)與凸模框（17)連接； 凸模⑶與凸模框（17)、模架（9)、凸模板（6)固定連接，凸模（3)固定在凸模框（17) 上，凸模框（17)、模架（9)、凸模板（6)由螺栓（19)、銷軸（20)固定； 復(fù)合擠壓裝置由推板（10)、左連接導(dǎo)柱（13)、右連接導(dǎo)柱（14)、上頂出板（11)、下頂出 板（12)、上限位塊（7)、下限位塊（8)、推桿（5)組成；推板（10)、上頂出板（11)、下頂出板 (12)與左連接導(dǎo)柱（13)、右連接導(dǎo)柱（14)連接在一起，推桿（5)固定在上頂出板（11)、下 頂出板（12)之間，上限位塊（7)固定在凸模板（6)下部，下限位塊⑶固定在凸模框（17) 上；當(dāng)推動或拉動推桿（5)時，復(fù)合擠壓裝置整體做上下運動，上下運動的距離由上限位塊 (7)和下限位塊⑶限制； 在凹模⑷上設(shè)有電阻加熱孔（18)，凸?？颍?7)內(nèi)設(shè)有加熱槽（35)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋁合金圓環(huán)的復(fù)合擠壓鑄造方法，是針對鋁合金圓環(huán)狀零件鑄造中的縮孔、縮松現(xiàn)象嚴(yán)重，金相組織結(jié)構(gòu)致密性差的情況，采用復(fù)合擠壓鑄造的方法，先制造復(fù)合擠壓鑄造模具，經(jīng)熔煉鋁合金溶液、澆鑄、復(fù)合擠壓鑄造，制成鋁合金圓環(huán)，此制備方法工藝先進，數(shù)據(jù)精確翔實，復(fù)合擠壓鑄造的鋁合金圓環(huán)形狀精確，金相組織致密性好，無縮孔、縮松現(xiàn)象，抗拉強度達230MPa，硬度達75HB，針孔度等級為一級，是十分理想的鋁合金圓環(huán)的復(fù)合擠壓鑄造方法，也可以用此方法制造其他鋁合金零件。
【IPC分類】B22D18-02
【公開號】CN104841908
【申請?zhí)枴緾N201510259598
【發(fā)明人】侯華, 趙宇宏, 靳玉春, 陳利文
【申請人】中北大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月20日