本發(fā)明涉及鑄造工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于汽車板材的鋁合金壓鑄工藝。
背景技術(shù)：
鋁及其合金因具有優(yōu)異的力學(xué)性能、抗腐蝕性能、成型性能而自古受到青睞，同時(shí)加之2.17g/cm2的低密度，鋁合金是典型的被使用的結(jié)構(gòu)型輕合，在汽車、船舶、運(yùn)輸機(jī)、家電制品、點(diǎn)子通訊設(shè)備、建材等各個(gè)領(lǐng)域都被廣泛使用。特別是為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的能源短缺和環(huán)境污染等問(wèn)題，必須盡量節(jié)約燃油的消耗以及嚴(yán)格控制二氧化碳等氣體的排放，而交通運(yùn)輸產(chǎn)品的質(zhì)量每減輕10％，就可以使得油耗下降至少5％，相應(yīng)的氣體排放也自然能夠得到有效的控制，而將具有高的比強(qiáng)度和比剛度以及其他優(yōu)異性能的鋁合金用于相應(yīng)產(chǎn)品的制造，無(wú)疑是解決上述問(wèn)題最為可行的方法。
壓力鑄造是現(xiàn)今鋁及其合金的鑄造方法中技術(shù)含量較高的先進(jìn)制備方法之一，其成本相對(duì)較低，且生產(chǎn)效率高，制備得到的鋁合金表面質(zhì)量好、尺寸精度高，能夠滿足汽車工業(yè)部件對(duì)于鋁合金產(chǎn)品的要求標(biāo)準(zhǔn)。然而如何選擇較優(yōu)的鋁合金壓鑄充型參數(shù)及熱處理工業(yè)步驟一直是相關(guān)研究人員最為關(guān)注的研究課題。
因此需要一種合理、實(shí)用的用于汽車板材的鋁合金壓鑄工藝是很有前景的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種合理、實(shí)用的用于汽車板材的鋁合金壓鑄工藝。
技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所述的一種用于汽車板材的鋁合金壓鑄工藝，包括如下步驟：
合模鎖定：固定模和活動(dòng)模保持接觸形成型腔，并鎖定合上模具；
抽真空：固定模上帶有與真空泵連接的管道，真空泵將型腔內(nèi)的空氣抽出使得型腔內(nèi)形成真空；
壓鑄：將熔體降溫至650℃后壓入經(jīng)預(yù)熱至少180℃的模具型腔中，其中充型開(kāi)始時(shí)的熔體流速為0.5-0.6m/s、鑄造壓力為60-65Mpa，充型率超過(guò)60％后，降低熔體的流速至0.1-0.2m/s、鑄造壓力為75-80Mpa，直至充型壓鑄結(jié)束；
脫模清理：待熔融金屬被硬化成金屬制品后，定模與動(dòng)模分離，并清理脫模后的壓鑄鑄件；
固溶-淬火處理：將壓鑄鑄件經(jīng)過(guò)冷軋或熱軋加工后得到鋁合金板材，再將鋁合金板材在500-550℃條件下鹽浴固溶處理1-3min后進(jìn)行水淬冷卻；
兩級(jí)時(shí)效：首先將經(jīng)固溶-淬火處理的鋁合金板材在80-90℃的條件下鹽浴保溫3.5-4h，隨后再將鋁合金板材在40-45℃的條件下鹽浴保溫100-110h，取出后最終得到壓鑄模型。
作為優(yōu)選，所述的充型開(kāi)始時(shí)的熔體流速為0.55m/s；
作為優(yōu)選，所述的充型開(kāi)始時(shí)的鑄造壓力為63Mpa；
作為優(yōu)選，所述的充型率超過(guò)60％后，降低熔體流速為0.15m/s；
作為優(yōu)選，所述的充型率超過(guò)60％后，鑄造壓力為78Mpa；
作為優(yōu)選，所述充型結(jié)束后保壓5-8min；
作為優(yōu)選，板材出爐入水的時(shí)間小于3秒且冷卻水的溫度小于25℃；
1、本發(fā)明中所述的一種用于汽車板材的鋁合金壓鑄工藝，通過(guò)所述的充型開(kāi)始時(shí)的熔體流速為0.55m/s，初始充型時(shí)的速度越快，已充入的熔體成型越快，冷卻成型后的鑄件質(zhì)量越高；
2、本發(fā)明中所述的一種用于汽車板材的鋁合金壓鑄工藝，通過(guò)所述的充型開(kāi)始時(shí)的鑄造壓力為63Mpa，使得熔融狀態(tài)的鋁合金在高溫高壓下可以緩慢冷卻；
3、本發(fā)明中所述的一種用于汽車板材的鋁合金壓鑄工藝，通過(guò)所述的充型率超過(guò)60％后，降低熔體流速為0.15m/s，收尾充型速度越慢，利于型腔內(nèi)氣泡的排出，減少了型腔內(nèi)壁的縮孔；
4、本發(fā)明中所述的一種用于汽車板材的鋁合金壓鑄工藝，通過(guò)所述的充型率超過(guò)60％后，鑄造壓力為78Mpa，收尾時(shí)增大鑄造壓力有利于型腔內(nèi)剩余熔體的沉淀融合，避免了型腔內(nèi)氣泡及內(nèi)壁處的縮孔產(chǎn)生；
5、本發(fā)明中所述的一種用于汽車板材的鋁合金壓鑄工藝，通過(guò)所述充型結(jié)束后保壓5-8min，使得型腔內(nèi)的氣壓不會(huì)因驟降而導(dǎo)致鑄件溫度快速冷卻；
6、本發(fā)明中所述的一種用于汽車板材的鋁合金壓鑄工藝，通過(guò)所述板材出爐入水的時(shí)間小于3秒且冷卻水的溫度小于25℃，進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù)，得到性能優(yōu)異的鋁合金；
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：(1)在充型前采用抽真空使得型腔內(nèi)為真空狀態(tài)，使得熔融金屬在注入型腔時(shí)沒(méi)有氣體滯留在型腔內(nèi)，防止壓鑄的金屬件內(nèi)形成氣泡，提高了產(chǎn)品質(zhì)量；(2)選擇了最佳的壓鑄工藝參數(shù)以獲得性能優(yōu)異的鋁合金；(3)澆注速度是可控的，金屬液可以相對(duì)平穩(wěn)地進(jìn)入鑄型，可以減少鑄件的熱裂傾向，在一定程度上消除了熱裂的隱患；(4)采用了最為有效的兩級(jí)時(shí)效工藝和參數(shù)，最大限度地提高了鋁合金的性能；(5)充型結(jié)束后保壓5—8min，使得型腔內(nèi)的氣壓不會(huì)因驟降而導(dǎo)致鑄件溫度快速冷卻；(6)板材出爐入水的時(shí)間小于3秒且冷卻水的溫度小于25℃，進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù)，得到性能優(yōu)異的鋁合金。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
壓鑄前需要進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備，包括原材料檢驗(yàn)、儲(chǔ)存、防護(hù)、熔煉、鋁水輸送和在壓鑄模具表面噴涂一層脫模劑。壓鑄工藝具體包括以下步驟：
合模鎖定：固定模和活動(dòng)模保持接觸形成型腔，并鎖定合上模具；
抽真空：固定模上帶有與真空泵連接的管道，真空泵將型腔內(nèi)的空氣抽出使得型腔內(nèi)形成真空；
壓鑄：將熔體降溫至650℃后壓入經(jīng)預(yù)熱至少180℃的模具型腔中，其中充型開(kāi)始時(shí)的熔體流速為0.5m/s、鑄造壓力為60Mpa，充型率超過(guò)60％后，降低熔體的流速至0.1m/s、鑄造壓力為75Mpa，直至充型壓鑄結(jié)束；
脫模清理：待熔融金屬被硬化成金屬制品后，定模與動(dòng)模分離，并清理脫模后的壓鑄鑄件；
固溶-淬火處理：將壓鑄鑄件經(jīng)過(guò)冷軋或熱軋加工后得到鋁合金板材，再將鋁合金板材在500℃條件下鹽浴固溶處理1min后進(jìn)行水淬冷卻；
兩級(jí)時(shí)效：首先將經(jīng)固溶-淬火處理的鋁合金板材在80℃的條件下鹽浴保溫3.5h，隨后再將鋁合金板材在40℃的條件下鹽浴保溫100h，取出后最終得到壓鑄模型。
壓鑄完成后需要進(jìn)行以下處理，包括毛坯去澆口、毛坯輸送、毛坯清理、毛坯拋丸、毛坯鈍化、初級(jí)產(chǎn)品輸送、初級(jí)產(chǎn)品機(jī)加工、成品終檢、成品包裝和儲(chǔ)存。
實(shí)施例2
壓鑄前需要進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備，包括原材料檢驗(yàn)、儲(chǔ)存、防護(hù)、熔煉、鋁水輸送和在壓鑄模具表面噴涂一層脫模劑。壓鑄工藝具體包括以下步驟：
合模鎖定：固定模和活動(dòng)模保持接觸形成型腔，并鎖定合上模具；
抽真空：固定模上帶有與真空泵連接的管道，真空泵將型腔內(nèi)的空氣抽出使得型腔內(nèi)形成真空；
壓鑄：將熔體降溫至650℃后壓入經(jīng)預(yù)熱至少180℃的模具型腔中，其中充型開(kāi)始時(shí)的熔體流速為0.6m/s、鑄造壓力為65Mpa，充型率超過(guò)60％后，降低熔體的流速至0.2m/s、鑄造壓力為80Mpa，直至充型壓鑄結(jié)束；
脫模清理：待熔融金屬被硬化成金屬制品后，定模與動(dòng)模分離，并清理脫模后的壓鑄鑄件；
固溶-淬火處理：將壓鑄鑄件經(jīng)過(guò)冷軋或熱軋加工后得到鋁合金板材，再將鋁合金板材在550℃條件下鹽浴固溶處理3min后進(jìn)行水淬冷卻；
兩級(jí)時(shí)效：首先將經(jīng)固溶-淬火處理的鋁合金板材在90℃的條件下鹽浴保溫4h，隨后再將鋁合金板材在45℃的條件下鹽浴保溫110h，取出后最終得到壓鑄模型。
壓鑄完成后需要進(jìn)行以下處理，包括毛坯去澆口、毛坯輸送、毛坯清理、毛坯拋丸、毛坯鈍化、初級(jí)產(chǎn)品輸送、初級(jí)產(chǎn)品機(jī)加工、成品終檢、成品包裝和儲(chǔ)存。
實(shí)施例3
壓鑄前需要進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備，包括原材料檢驗(yàn)、儲(chǔ)存、防護(hù)、熔煉、鋁水輸送和在壓鑄模具表面噴涂一層脫模劑。壓鑄工藝具體包括以下步驟：
合模鎖定：固定模和活動(dòng)模保持接觸形成型腔，并鎖定合上模具；
抽真空：固定模上帶有與真空泵連接的管道，真空泵將型腔內(nèi)的空氣抽出使得型腔內(nèi)形成真空；
壓鑄：將熔體降溫至650℃后壓入經(jīng)預(yù)熱至少180℃的模具型腔中，其中充型開(kāi)始時(shí)的熔體流速為0.55m/s、鑄造壓力為63Mpa，充型率超過(guò)60％后，降低熔體的流速至0.15m/s、鑄造壓力為78Mpa，直至充型壓鑄結(jié)束；
脫模清理：待熔融金屬被硬化成金屬制品后，定模與動(dòng)模分離，并清理脫模后的壓鑄鑄件；
固溶-淬火處理：將壓鑄鑄件經(jīng)過(guò)冷軋或熱軋加工后得到鋁合金板材，再將鋁合金板材在525℃條件下鹽浴固溶處理2min后進(jìn)行水淬冷卻；
兩級(jí)時(shí)效：首先將經(jīng)固溶-淬火處理的鋁合金板材在85℃的條件下鹽浴保溫3.8h，隨后再將鋁合金板材在43℃的條件下鹽浴保溫105h，取出后最終得到壓鑄模型。
壓鑄完成后需要進(jìn)行以下處理，包括毛坯去澆口、毛坯輸送、毛坯清理、毛坯拋丸、毛坯鈍化、初級(jí)產(chǎn)品輸送、初級(jí)產(chǎn)品機(jī)加工、成品終檢、成品包裝和儲(chǔ)存。
用實(shí)施例1-3得到的壓鑄模型進(jìn)行拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度以及硬度500kg力10mm球的性能測(cè)試。
對(duì)比例是現(xiàn)有市場(chǎng)銷售的牌號(hào)及狀態(tài)為：6061-T651的鋁合金性能參數(shù)。
測(cè)試結(jié)果如表1所示。
表1實(shí)施例1-3與比較例1的性能測(cè)試結(jié)果
從上表可知，本發(fā)明所述的實(shí)施例1-3，拉伸強(qiáng)度＞500Mpa、屈服強(qiáng)度＞300Mpa、硬度500Kg力10mm球＞100，區(qū)別于比較例的各項(xiàng)力學(xué)性能較優(yōu)，按照實(shí)施例1-3的各項(xiàng)參數(shù)所得的鋁合金壓鑄模型質(zhì)量更高。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。