專利名稱：抗疲勞鋁合金發(fā)泡模鑄件的加工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗疲勞鋁合金發(fā)泡模鑄件的加工工藝，屬于鋁合金材料加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
冰箱發(fā)泡模作為冰箱生產(chǎn)的制造的一個(gè)重要模具，其加工制造的好壞，將直接關(guān)系到整個(gè)產(chǎn)品的優(yōu)劣，甚至?xí)绊懻麄€(gè)產(chǎn)品制造的成敗。目前可作為冰箱發(fā)泡模的材料有金屬和非金屬兩類，采用金屬制做的發(fā)泡模無(wú)疑能運(yùn)用于大批量及高速生產(chǎn)中，發(fā)泡模金屬材料有鋁、銅、低熔點(diǎn)合金、鎳、鐵、鋅合金等。其中鋁合金制做的發(fā)泡模應(yīng)用最廣泛，其具有導(dǎo)熱性能好、容易調(diào)節(jié)模具溫度，不易生銹和被腐蝕，容易維修、保管、造價(jià)低廉、制做時(shí)間段等優(yōu)點(diǎn)。但是鋁合金發(fā)泡模還存在著質(zhì)軟、強(qiáng)度低、內(nèi)部組織致密性差等缺點(diǎn)，因此，急需研發(fā)一種高性能的鋁合金冰箱發(fā)泡模。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種抗疲勞鋁合金發(fā)泡模鑄件的加工工藝，提高鋁合金冰箱發(fā)泡模的綜合性能。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
高耐熱鋁合金發(fā)泡模的加工工藝，包括以下步驟
(1)配料
按照元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)滿足如下要求Si彡O. 5%、Fe ( O. 5%、Cu 3. 6-4. 5%、MnO. 40-0. 8%、Mg1. 2-1. 6%、Cr ( O. 1%、Zn ( O. 25%、Ti ( O. 15%、La O. 04-0. 06%、CeO. 05-0. 08%、Y O. 03-0. 04%，其余為Al其他雜質(zhì)元素合計(jì)< O. 15%、其余為Al，進(jìn)行配料；
(2)熔煉
將配料依次投入熔煉爐中進(jìn)行熔煉，爐內(nèi)控制在720-750°C，投料30-50min后，待爐內(nèi)出現(xiàn)鋁水時(shí)，加入覆蓋劑進(jìn)行覆蓋，開始攪拌，加入精煉劑經(jīng)過(guò)精煉、扒渣得到合格成分后，將鋁液從熔煉爐注入保溫爐，爐溫在710-730°C條件下靜置保持20-30min，然后利用氬氣將鋁液中的氫及細(xì)小雜質(zhì)帶到表面，從而降低鋁液中的氫含量；
(3)澆鑄
鋁液通過(guò)熔煉爐的放水孔經(jīng)鋁槽進(jìn)入結(jié)晶器，鑄造出所需要的鑄件，鑄造溫度控制在670-720°C，鑄造速度控制36-42mm/min，冷卻水流量控制在1050-1250 Ι/min ；
(4)熱處理
對(duì)鑄件進(jìn)行表面處理后，進(jìn)行均勻化退火處理，具體過(guò)程如下先升溫至320-340°C下，保溫2-3h，每小時(shí)70-90°C升溫加熱至540-560°C下保溫6_8h，然后空氣冷卻，再每小時(shí)60-80°C升溫加熱至350-380°C，并保溫度5_6h ;再降溫至150_170°C下保溫3_4h，空冷至室
溫即可。所述的覆蓋劑為40-50%的凹凸棒土和50-60%的硼砂組成的混合物；所述的精煉劑由下列重量份原料制得氯化鈉5-8、氟化鈣3-5、碳酸鉀3-5、石墨粉5-8、氟硅酸鈉8-10、氧化鎂 5-8、海泡石 8-10、樹木灰 5-8、NaBF4 8-10、NaF 5-8 ；
所述的精煉劑制備方法如下
a、將上述重量份的海泡石用10-15%鹽酸浸泡3-4小時(shí),去尚子水洗漆,再用10-12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時(shí)，再用去離子水洗滌至中性，然后在500-530°C下煅燒2_3小時(shí)，粉碎成納米粉末；
b、將海泡石以外的各原料加熱熔融后，澄清1-2小時(shí)，將上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的顆粒；
C、將步驟a、b得到的物料混合攪拌即得所述精煉劑。本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明鋁合金中添加了適量的稀土元素La、Ce、Y，可以減少合金中的含氫量以及合金屈服的各向異性，明顯提高合金塑性和耐疲勞性能，同時(shí)也能提高合金的耐磨耐熱性和高溫強(qiáng)度。本發(fā)明加工出來(lái)的鋁合金冰箱發(fā)泡模具鑄件有良好的機(jī)械性能、強(qiáng)度高，耐熱性好、可使用性好，內(nèi)部組織致密性好，不存在氣孔和起皮缺陷，耐磨性好，抗腐蝕性能、抗氧化性好，膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
抗疲勞鋁合金發(fā)泡模鑄件的加工工藝，包括以下步驟
(1)配料
按照元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)滿足如下要求Si彡O. 5%、Fe ( O. 5%、Cu 3. 6-4. 5%、MnO. 40-0. 8%、Mg1. 2-1. 6%、Cr ( O. 1%、Zn ( O. 25%、Ti ( O. 15%、La O. 04-0. 06%、Ce
O.05-0. 08%、Y O. 03-0. 04%，其他雜質(zhì)元素合計(jì)< O. 15%、其余為Al，進(jìn)行配料；
(2)熔煉
將配料依次投入熔煉爐中進(jìn)行熔煉，爐內(nèi)控制在735°C，投料50min后，待爐內(nèi)出現(xiàn)鋁水時(shí)，加入覆蓋劑進(jìn)行覆蓋，開始攪拌，調(diào)整成分后，加入精煉劑經(jīng)過(guò)精煉、扒渣得到合格成分后，將鋁液從熔煉爐注入保溫爐，爐溫在720°C條件下靜置保持30min，然后利用氬氣將鋁液中的氫及細(xì)小雜質(zhì)帶到表面，從而降低鋁液中的氫含量；
(3)澆鑄
鋁液通過(guò)熔煉爐的放水孔經(jīng)鋁槽進(jìn)入結(jié)晶器，鑄造出所需要的鑄件，鑄造溫度控制在710°C，鑄造速度控制40mm/min，冷卻水流量控制在1200 Ι/min ；
(4)熱處理
對(duì)鑄件進(jìn)行表面處理后，進(jìn)行均勻化退火處理，具體過(guò)程如下先升溫至330°C下，保溫2. 5h，每小時(shí)80°C升溫加熱至550°C下保溫7h，然后空氣冷卻，再每小時(shí)80°C升溫加熱至380°C，并保溫度5h ;再降溫至160°C下保溫4h，空冷至室溫即可。其中，所述的覆蓋劑為40%的凹凸棒土和60%的硼砂組成的混合物；所述的精煉劑由下列重量份原料制得氯化鈉7份、氟化鈣4份、碳酸鉀4份、石墨粉6份、氟硅酸鈉8份、氧化鎂7份、海泡石9份、樹木灰6份、NaBF4 9份、NaF 8份；
所述的精煉劑制備方法如下
a、將上述重量份的海泡石用15%鹽酸浸泡3小時(shí),去離子水洗漆,再用10%氫氧化鈉溶液浸泡4小時(shí)，再用去離子水洗滌至中性，然后在520°C下煅燒2。5小時(shí)，粉碎成納米粉末；b、將海泡石以外的各原料加熱熔融后，澄清1. 5小時(shí)，將上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的顆粒；
C、將步驟a、b得到的物料混合攪拌即得所述精煉劑 。經(jīng)檢驗(yàn)，產(chǎn)物化學(xué)成分為Si O. 412%、Fe O. 364%、Cu 4. 257%、Mn O. 649%、Mg1.498%、Cr O. 072%、Zn O. 206%、Ti O. 098%、La O. 053%、Ce O. 066%、Y O. 037%,其他雜質(zhì)元素合計(jì)O. 114%、其余為Al ;力學(xué)性能為抗拉強(qiáng)度442Mpa，0. 2%屈服強(qiáng)度336Mpa，伸長(zhǎng)率13%，彈性模量66Gpa。
權(quán)利要求
1.一種抗疲勞鋁合金發(fā)泡模鑄件的加工工藝，其特征在于包括以下步驟 (1)配料 按照元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)滿足如下要求Si彡O. 5%、Fe ( O. 5%、Cu 3. 6-4. 5%、MnO.40-0. 8%、Mg1. 2-1. 6%、Cr ( O. 1%、Zn ( O. 25%、Ti ( O. 15%、La O. 04-0. 06%、CeO.05-0. 08%、Y O. 03-0. 04%，其他雜質(zhì)元素合計(jì)< O. 15%、其余為Al，進(jìn)行配料； (2)熔煉 將配料依次投入熔煉爐中進(jìn)行熔煉，爐內(nèi)控制在720-750°C，投料30-50min后，待爐內(nèi)出現(xiàn)鋁水時(shí)，加入覆蓋劑進(jìn)行覆蓋，開始攪拌，加入精煉劑經(jīng)過(guò)精煉、扒渣得到合格成分后，將鋁液從熔煉爐注入保溫爐，爐溫在710-730°C條件下靜置保持20-30min，然后利用氬氣將鋁液中的氫及細(xì)小雜質(zhì)帶到表面，從而降低鋁液中的氫含量； (3)澆鑄 鋁液通過(guò)熔煉爐的放水孔經(jīng)鋁槽進(jìn)入結(jié)晶器，鑄造出所需要的鑄件，鑄造溫度控制在670-720°C，鑄造速度控制36-42mm/min，冷卻水流量控制在1050-1250 Ι/min ； (4)熱處理 對(duì)鑄件進(jìn)行表面處理后，進(jìn)行均勻化退火處理，具體過(guò)程如下先升溫至320-340°C下，保溫2-3h，每小時(shí)70-90°C升溫加熱至540-560°C下保溫6_8h，然后空氣冷卻，再每小時(shí)60-80°C升溫加熱至350-380°C，并保溫度5_6h ;再降溫至150-170°C下保溫3_4h，空冷至室溫即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱鋁合金發(fā)泡模的加工工藝，其特征在于，所述的覆蓋劑為40-50%的凹凸棒土和50-60%的硼砂組成的混合物；所述的精煉劑由下列重量份原料制得氯化鈉5-8、氟化鈣3-5、碳酸鉀3-5、石墨粉5-8、氟硅酸鈉8_10、氧化鎂5_8、海泡石8-10、樹木灰 5-8、NaBF4 8-10、NaF 5-8 ； 所述的精煉劑制備方法如下 a、將上述重量份的海泡石用10-15%鹽酸浸泡3-4小時(shí),去尚子水洗漆,再用10-12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時(shí)，再用去離子水洗滌至中性，然后在500-530°C下煅燒2_3小時(shí)，粉碎成納米粉末； b、將海泡石以外的各原料加熱熔融后，澄清1-2小時(shí)，將上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的顆粒； C、將步驟a、b得到的物料混合攪拌即得所述精煉劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抗疲勞鋁合金發(fā)泡模鑄件的加工工藝，其包括配料、熔煉、澆鑄、熱處理四個(gè)步驟。本發(fā)明鋁合金中添加了適量的稀土元素La、Ce、Y，可以減少合金中的含氫量以及合金屈服的各向異性，明顯提高合金塑性和耐疲勞性能，同時(shí)也能提高合金的耐磨耐熱性和高溫強(qiáng)度。本發(fā)明加工出來(lái)的鋁合金冰箱發(fā)泡模鑄件具有良好的機(jī)械性能、強(qiáng)度高，耐熱性好、可使用性好，內(nèi)部組織致密性好，不存在氣孔和起皮缺陷，耐磨性好，抗腐蝕性能、抗氧化性好，膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22C21/18GK103014463SQ20121050357
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月1日
發(fā)明者朱余宏, 張見華 申請(qǐng)人:滁州晨潤(rùn)工貿(mào)有限公司