專利名稱：：鋁合金煤氣表端蓋的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種端蓋的制備方法，尤其涉及鋁合金材質(zhì)的煤氣表端蓋的制備方法。屬于煤氣表制造
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：隨著國家的發(fā)展，居民生活得到了大幅度改善，許多地方和新興小區(qū)安裝了管道煤氣。煤氣的大量使用，運輸路程增加，用氣設(shè)備的容量和壓力增加，都對煤氣表提出了更高的使用要求，即要求生產(chǎn)具有高氣密性耐高壓的煤氣表。煤氣表作為管道煤氣的計量器具，通常包括表殼、端蓋和計數(shù)器，表殼具有進氣口和出氣口，端蓋設(shè)于表殼上形成為一體，并具有計量室，計數(shù)器設(shè)于表殼內(nèi)用于計算氣流量，具體如ZL200420076506.2的中國實用新型專利《防盜氣煤氣表》(授權(quán)公告號CN2729647Y)，類似的還有ZL200610015234.9等。煤氣表一般應(yīng)用在潮濕、不通風(fēng)和腐蝕性環(huán)境中，為了保護人身和財產(chǎn)安全，對煤氣表的端蓋等外殼類產(chǎn)品有特殊的性能要求，它不但要求其具有輕質(zhì)和防腐性能，同時還要求其具有良好的耐氣密性和力學(xué)性能。目前，煤氣表的端蓋主要有鋼質(zhì)端蓋和鋁質(zhì)端蓋兩種。鋼質(zhì)端蓋主要釆用軋鋼板沖壓成形工藝，存在設(shè)備和模具投資大、工序較復(fù)雜等問題。同時鋼質(zhì)端蓋雖然滿足了氣密性和力學(xué)性能要求，但由于太重，執(zhí)行更換或維護操作時，需要更多的輔助設(shè)備和人力，在潮濕和不通風(fēng)環(huán)境存在腐蝕的風(fēng)險。鋁質(zhì)端蓋主要采用壓鑄工藝，它具有重量輕和防腐性能好的特點，但在生產(chǎn)過程中，往往存在組織不致密、加工表面有氣孔，致使氣密性不夠，從而大大地降低了產(chǎn)品合格率，增加了產(chǎn)品的制造成本，而且壓鑄的鋁質(zhì)端蓋無法通過熱處理進一步提高材料性能，因此也不能滿足有氣密性和力學(xué)性能要求的煤氣表端蓋的未來發(fā)展。■
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述的技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種內(nèi)部組織致密、氣密性佳的鋁合金煤氣表端蓋的制備方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種鋁合金煤氣表端蓋的制備方法，其特征在于包括如下步驟3①分別配置鋁合金材料和鎂，滿足成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Si:6.0%10.0%;Mg:0.2%0.8%;Ti:0.1%0.5%;其余為A1;②熔融和精煉，將配制好的鋁合金材料投入熔化爐內(nèi)加熱，待合金完全熔化后，將鋁合金熔液溫度調(diào)整到65070(TC，加入鎂，繼續(xù)升溫至70073(TC加入的精煉劑，精煉810分鐘，靜置1520分鐘，撇渣等待澆注；③預(yù)處理擠壓鑄造模具，預(yù)制的煤氣表端蓋間接擠壓鑄造模具在使用前需將其內(nèi)部型腔清理干凈，并預(yù)熱至100300°C，然后在型腔內(nèi)部均勻涂上脫模劑；④擠壓成型，調(diào)整鋁合金熔液溫度至700740。C時，將鋁合金熔液澆入經(jīng)預(yù)熱至200300。C的擠壓鑄造模具承料缸內(nèi)，將上模下行，與下模合攏，并施加合模力，然后啟動頂出缸，擠壓沖頭，進行平穩(wěn)充型，并加壓、保壓，直至鑄件在高壓下完全凝固，打開上、下模，脫料頂桿頂出鑄件，得到鋁合金煤氣表端蓋毛坯；⑤熱處理，對間接擠壓鑄造制成的鋁合金煤氣表端蓋毛坯進行固溶處理和完全人工時效的熱處理，最后取出毛坯空冷即成；⑥后續(xù)處理，將空冷后的毛坯進行機械加工和表面處理即成煤氣表端蓋成品。步驟②所述的精煉劑可以是六氯乙烷或上海虹光金屬熔劑廠生產(chǎn)的型號為HGJ-1A鋁合金無公害精煉劑，該精煉劑添加重量為鋁合金熔液的0.30.8%。步驟③中所述的脫模劑優(yōu)選為水劑石墨。作為優(yōu)選，歩驟④中所述的頂出缸以0.030.05m/s速度上升擠壓沖頭。步驟④中所述的加壓為100150MPa，保壓2050秒。步驟⑤中所述的固溶處理和完全人工時效的熱處理優(yōu)選條件為將煤氣表端蓋毛坯放入鋁合金淬火爐中，加熱到530540°C，保溫610小時，在30秒內(nèi)浸入60100'C水中進行固溶處理；然后將經(jīng)過固溶處理后的毛坯轉(zhuǎn)入鋁合金時效爐內(nèi)，時效處理溫度控制在155165°C，保溫時間控制在610小時。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于采用了鋁合金材質(zhì)和先進的間接擠壓鑄造工藝，煤氣表端蓋成型材料，重量輕，防腐性能好；鋁合金熔液在較高的機械壓力下結(jié)晶成形，細(xì)化晶粒，提高組織致密度，消除鑄件內(nèi)部氣孔、縮孔及針眼等缺陷，從而大大提高鑄件的氣密性、硬度和抗拉強度，尤其是通過固溶時效熱處理后，性能接近甚至達(dá)到同種合金的鍛件水平，且無各向異性；可以實現(xiàn)近凈成形，減少加工余量，提高了材料利用率，降低制造成本；整體制備方法工序較少，工藝簡單，可有效提高生產(chǎn)效率，從而可進一步降低了產(chǎn)品制造成本。圖1為實施例1中擠壓鑄造模具結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。實施例1:一種Gl型鋁合金煤氣表端蓋的制備方法為a、鋁合金材料成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Si:6.0%、Mg:0.2%、Ti:0.1%、其余為A1;b、將配制好的純鋁錠、鋁鈦合金和鋁硅合金投入熔化爐內(nèi)加熱，待合金完全熔化后，將鋁液溫度調(diào)整到650°C，加入Mg。繼續(xù)升溫至70(TC加入0.3%的六氯乙烷精煉8min，靜置15min撇渣等待澆注；c、預(yù)制的煤氣表端蓋間接擠壓鑄造模具在使用前需將其內(nèi)部型腔清理干凈，并預(yù)熱至10(TC，然后在型腔內(nèi)部均勻噴涂水劑石墨；d、調(diào)整鋁合金熔液溫度至700。C時，取一定量熔液快速、平穩(wěn)地澆入經(jīng)預(yù)熱至200'C的擠壓鑄造模具承料缸內(nèi)，快速將上模下行，與下模合攏，并施加合模力。然后啟動頂出缸，以0.03m/s速度上升擠壓沖頭，進行平穩(wěn)充型，并加壓至100MPa，保壓20S，直至鑄件在高壓下完全凝固。打開上下模，脫料頂桿頂出鑄件，即成鋁合金煤氣表端蓋毛坯。e、對間接擠壓鑄造制成的鋁合金煤氣表端蓋毛坯進行T6(固溶處理+完全人工時效)熱處理，即將煤氣表端蓋毛坯放入鋁合金淬火爐中，加熱到530'C，保溫6h，在30s內(nèi)浸入6(TC水中進行固溶處理；然后將經(jīng)過固溶處理后的毛坯轉(zhuǎn)入鋁合金時效爐內(nèi)，時效處理溫度控制在155°C，保溫時間控制在6h，最后取出毛坯空冷即成。f、對鋁合金煤氣表端蓋毛坯經(jīng)過機械加工和表面處理即成煤氣表端蓋成品。對該實施例所得產(chǎn)品進行實體取樣測試，其性能達(dá)到:<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>如圖1所示，本實施例中的擠壓鑄造模具包括上墊板1、下墊板5及設(shè)于下墊板5中部的承料缸IO，上墊板下端面設(shè)有頂板9和上模2，而頂板9上設(shè)有上頂桿8，一型芯7設(shè)于上模2下端面中部，正對沖頭6位置，下墊板5上設(shè)有下模3，承料缸10內(nèi)設(shè)有沖頭6，沖頭6由下頂桿4驅(qū)動。實施例2:一種G2型鋁合金煤氣表端蓋的制備方法為a、鋁合金材料成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Si:8.0%、Mg:0.5%、Ti:0.3%、其余為AI;b、將配制好的純鋁錠、鋁鈦合金和鋁硅合金投入熔化爐內(nèi)加熱，待合金完全熔化后，將鋁液溫度調(diào)整到680°C，加入Mg。繼續(xù)升溫至720'C加入0.6%的六氯乙烷精煉9min，靜置18min撇渣等待澆注；c、預(yù)制的煤氣表端蓋間接擠壓鑄造模具在使用前需將其內(nèi)部型腔清理干凈，并預(yù)熱至20(TC，然后在型腔內(nèi)部均勻噴涂水劑石墨；d、調(diào)整鋁合金熔液溫度至720'C時，取一定量熔液快速、平穩(wěn)地澆入經(jīng)預(yù)熱至250'C的擠壓鑄造模具承料缸內(nèi)，快速將上模下行，與下模合攏，并施加合模力。然后啟動頂出缸，以0.04m/s速度上升擠壓沖頭，進行平穩(wěn)充型，并加壓至120MPa，保壓35S，直至鑄件在高壓下完全凝固。打開上下模，脫料頂桿頂出鑄件，即成鋁合金煤氣表端蓋毛坯。e、對間接擠壓鑄造制成的鋁合金煤氣表端蓋毛坯進行T6(固溶處理+完全人工時效)熱處理，即將煤氣表端蓋毛坯放入鋁合金淬火爐中，加熱到535'C，保溫8h，在30s內(nèi)浸入80'C水屮進行固溶處理；然后將經(jīng)過固溶處理后的毛坯轉(zhuǎn)入鋁合金時效爐內(nèi)，時效處理溫度控制在160°C，保溫時間控制在8h，最后取出毛坯空冷即成。f、對鋁合金煤氣表端蓋毛坯經(jīng)過機械加工和表面處理即成煤氣表端蓋成品。對該實施例所得產(chǎn)品進行實體取樣測試，其性能達(dá)到:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例3:一種G4型鋁合金煤氣表端蓋的制備方法為a、鋁合金材料成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Si:10.0%、Mg:0.8%、Ti:0.5%、其余為Al;b、將配制好的純鋁錠、鋁鈦合金和鋁硅合金投入熔化爐內(nèi)加熱，待合金完全熔化后，將鋁液溫度調(diào)整到700°C，加入Mg。繼續(xù)升溫至730'C加入0.8%的六氯乙烷精煉10min，靜置20min撇渣等待澆注；c、預(yù)制的煤氣表端蓋間接擠壓鑄造模具在使用前需將其內(nèi)部型腔清理干凈，并預(yù)熱至300'C，然后在型腔內(nèi)部均勻噴涂水劑石墨;d、調(diào)整鋁合金熔液溫度至740'C時，取一定量熔液快速、平穩(wěn)地澆入經(jīng)預(yù)熱至300r的擠壓鑄造模具承料缸內(nèi)，快速將上模下行，與下模合攏，并施加合模力。然后啟動頂出缸，以0.05m/s速度上升擠壓沖頭，進行平穩(wěn)充型，并加壓至150MPa，保壓50S，直至鑄件在高壓下完全凝固。打開上下模，脫料頂桿頂出鑄件，即成鋁合金煤氣表端蓋毛坯。e、對間接擠壓鑄造制成的鋁合金煤氣表端蓋毛坯進行T6(固溶處理+完全人工時效)熱處理，即將煤氣表端蓋毛坯放入鋁合金淬火爐中，加熱到540°C，保溫10h，在30s內(nèi)浸入IO(TC水中進行固溶處理；然后將經(jīng)過固溶處理后的毛坯轉(zhuǎn)入鋁合金時效爐內(nèi)，時效處理溫度控制在165°C，保溫時間控制在10h，最后取出毛坯空冷即成。f、對鋁合金煤氣表端蓋毛坯經(jīng)過機械加工和表面處理即成煤氣表端蓋成品。對該實施例所得產(chǎn)品進行實體取樣測試，其性能達(dá)到:抗拉強度Rm(MPa)伸長率A(%)硬度(HB)耐氣壓強度(MPa)33012120>2.0權(quán)利要求1、一種鋁合金煤氣表端蓋的制備方法，其特征在于包括如下步驟①分別配置鋁合金材料和鎂，滿足成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Si6.0％～10.0％；Mg0.2％～0.8％；Ti0.1％～0.5％；其余為Al；②熔融和精煉，將配制好的鋁合金材料投入熔化爐內(nèi)加熱，待合金完全熔化后，將鋁合金熔液溫度調(diào)整到650～700℃，加入鎂，繼續(xù)升溫至700～730℃加入的精煉劑，精煉8～10分鐘，靜置15～20分鐘，撇渣等待澆注；③預(yù)處理擠壓鑄造模具，預(yù)制的煤氣表端蓋間接擠壓鑄造模具在使用前需將其內(nèi)部型腔清理干凈，并預(yù)熱至100～300℃，然后在型腔內(nèi)部均勻涂上脫模劑；④擠壓成型，調(diào)整鋁合金熔液溫度至700～740℃時，將鋁合金熔液澆入經(jīng)預(yù)熱至200～300℃的擠壓鑄造模具承料缸內(nèi)，將上模下行，與下模合攏，并施加合模力，然后啟動頂出缸，擠壓沖頭，進行平穩(wěn)充型，并加壓、保壓，直至鑄件在高壓下完全凝固，打開上、下模，脫料頂桿頂出鑄件，得到鋁合金煤氣表端蓋毛坯；⑤熱處理，對間接擠壓鑄造制成的鋁合金煤氣表端蓋毛坯進行固溶處理和完全人工時效的熱處理，最后取出毛坯空冷即成；⑥后續(xù)處理，將空冷后的毛坯進行機械加工和表面處理即成煤氣表端蓋成品。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金煤氣表端蓋的制備方法，其特征在于步驟②所述的精煉劑為六氯乙垸或上海虹光金屬熔劑廠生產(chǎn)的型號為HGJ-1A鋁合金無公害精煉劑，該精煉劑添加重量為鋁合金熔液的0.30.8%。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金煤氣表端蓋的制備方法，其特征在于步驟③中所述的脫模劑為水劑石墨。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金煤氣表端蓋的制備方法，其特征在于步驟④中所述的頂出缸以0.030.05m/s速度上升擠壓沖頭。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金煤氣表端蓋的制備方法，其特征在于步驟④中所述的加壓為100150MPa，保壓2050秒。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金煤氣表端蓋的制備方法，其特征在于步驟⑤中所述的固溶處理和完全人工時效的熱處理條件為將煤氣表端蓋毛坯放入鋁合金淬火爐中，加熱到530540°C，保溫610小時，在30秒內(nèi)浸入6010(TC水中進行固溶處理；然后將經(jīng)過固溶處理后的毛坯轉(zhuǎn)入鋁合金時效爐內(nèi)，時效處理溫度控制在155165°C，保溫時間控制在610小時。全文摘要一種鋁合金煤氣表端蓋的制備方法，其特征在于包括如下步驟①分別配置鋁合金材料和鎂；②熔融和精煉；③預(yù)處理擠壓鑄造模具；④擠壓成型；⑤熱處理；⑥后續(xù)處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于采用了鋁合金材質(zhì)和先進的間接擠壓鑄造工藝，煤氣表端蓋成型材料，重量輕，防腐性能好；鋁合金熔液在較高的機械壓力下結(jié)晶成形，細(xì)化晶粒，提高組織致密度，消除鑄件內(nèi)部氣孔、縮孔及針眼等缺陷，從而大大提高鑄件的氣密性、硬度和抗拉強。文檔編號C22F1/043GK101598585SQ20091010033公開日2009年12月9日申請日期2009年7月2日優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日發(fā)明者吳岳壹,華張,張聯(lián)珍,徐永東,朱秀榮,沈建明,費良軍,龔朝輝申請人:中國兵器工業(yè)第五二研究所