專利名稱：生產(chǎn)高強抗震鋁鑄件的真空擠壓及特種熱處理新技術(shù)的制作方法
及特種熱處理新技術(shù)本發(fā)明屬于一種生產(chǎn)強度高、抗震性能好的鋁合金鑄件的新工藝方法。
采用傳統(tǒng)的鋼模鑄造、低壓鑄造的工藝方法生產(chǎn)強度高、抗震性能好的鋁合金鑄件，突出的問題是原材料消耗大，產(chǎn)品合格率低，機械性能很難達到使用要求。用壓力鑄造工藝生產(chǎn)出來的鋁合金鑄件，由于“淬火起泡”的難題國內(nèi)外都沒有解決，產(chǎn)品同樣不能滿足高強抗震的使用性能。用壓力、擠壓鑄造新技術(shù)生產(chǎn)高強抗震鋁合金鑄件，雖然機械性能能滿足使用要求，產(chǎn)品合格率高，但由于使用了一種“淬火強化熱處理”工藝，鑄件在熱處理過程中，處理時間長，電能消耗多，生產(chǎn)效率低，大大提高了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟上很不合算。這樣一來，國內(nèi)外無論是使用高強抗震鋁鑄件的用戶，還是生產(chǎn)高強抗震鋁鑄件的專業(yè)廠家，都在圍繞降低鑄件生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品性能和經(jīng)濟效益的課題動腦筋，想主意，尋求一種既能降低生產(chǎn)成本又能提高效率的生產(chǎn)高強抗震鋁鑄件的新工藝方法。
本發(fā)明的目的在于針對上述問題，提供的一種生產(chǎn)高強抗震鋁鑄件的新工藝方法，即真空擠壓與特種熱處理技術(shù)。
本發(fā)明完成的方法是在現(xiàn)有鋼模鑄造、低壓鑄造和壓力擠壓鑄造的基礎(chǔ)上，實施一種真空擠壓與特種熱處理相結(jié)合的生產(chǎn)新技術(shù)。在模具設(shè)計方面仍采用鋼模、低壓鑄造工藝中的澆注系統(tǒng)和壓力鑄造工藝中的排溢系統(tǒng)，注意增大內(nèi)澆口的厚度和寬度，使之澆注系統(tǒng)中的內(nèi)澆口厚度為鑄件最大壁厚的30—50％，寬度為鑄件長度的60—80％。模具頂桿箱和壓射缸連接真空系統(tǒng)，以便建立余壓為20—100毫米汞柱的真空。壓鑄機連接模具，進行真空擠壓成型。在鋁合金牌號為ZL111、ZL112的基礎(chǔ)上，對合金成份中的鎂、銅、錳、鐵的含量作合理調(diào)整，采用“二高二低二精煉”工藝“二精煉”是鋁合金液的溫度升高到710—750℃時，先后進行二次精煉，清除合金液中的氣體、殘渣；“二低”是把經(jīng)精煉的鋁合金液降溫，以實現(xiàn)真空擠壓時為600—650℃的低溫低速充型，即“低澆溫”和壓注速度為每秒4—20厘米的“低壓速”；“二高”為“高壓比”和“高延時”，即真空擠壓時的壓力比大于每平方厘米700公斤，在高壓狀態(tài)下保壓，延長時間8—40秒鐘。保壓延時完畢，開模取出鑄件后，在不另行加熱的特定環(huán)境中“強化時效”2—5小時，即完成高強抗震鋁合金鑄件的特種熱處理。實踐證明，這樣得到的鑄件，表面光亮，斷口組織致密，氣孔、縮松、縮孔、夾渣等鑄造缺陷極少，經(jīng)打壓試驗無滲漏，鑄件本體取樣切片測試，抗拉強度為275—342mpa，布氏硬度HB為92—118，延伸率為2.8—5.6％，力學(xué)性能超過設(shè)計要求，產(chǎn)品合格率在96％以上。
本發(fā)明的優(yōu)點是綜合了鋼模鑄造、低壓鑄造、壓力鑄造和真空吸鑄工藝之長處，巧妙的利用了材料成份和擠壓工藝過程中潛壓的熱處理規(guī)律優(yōu)勢；生產(chǎn)出來的鑄件表面光亮，斷口組織致密，鑄造缺陷極少，合格率高；化學(xué)成份穩(wěn)定；大大降低了原材料消耗，比鋼模鑄造降低45％，比低壓鑄造降低25％；本特種熱處理的設(shè)備簡單，減少了傳統(tǒng)井式熱處理爐的設(shè)備投資和熱處理過程中的電力消耗，縮短了熱處理時間，提高生產(chǎn)效率5倍以上；生產(chǎn)成本降低50％以上；生產(chǎn)工藝方法簡單獨特，技術(shù)先進成熟，便于推廣應(yīng)用；這種熱處理方法，目前在國外亦無先例，切實提高了高強抗震鋁合金鑄件的機械性能，能大大延長產(chǎn)品的使用壽命，能產(chǎn)生很好的經(jīng)濟效益和社會效益。
本發(fā)明的最佳實施例是以南方125摩托車上的減震套管為例，該高強抗震鋁合金鑄件，設(shè)計要求的力學(xué)性能分別為抗拉強度為250mpa，布氏硬度HB為85—105，延伸率為2％。采用本生產(chǎn)工藝試驗一當(dāng)鋁合金液升高到730℃時，精煉兩次便得到純凈的鋁合金液，降溫至610℃時，用每平方厘米780公斤的壓力，每秒4厘米的壓注速度進行真空擠壓成型，保壓30秒鐘后開模，鑄件在不另行加溫的特定環(huán)境中強化時效2小時。取樣經(jīng)切片檢測，抗拉強度為320mpa，布氏硬度HB為110，延伸率為5.5％，且化學(xué)成份穩(wěn)定。采用本生產(chǎn)工藝試驗二當(dāng)鋁合金液升溫至750℃時，先后進行兩次精煉，除去鋁合金液中的氣體殘渣，降溫至640℃時，用每平方厘米860公斤的壓力，每秒20厘米的壓速進行真空擠壓成型，保壓10秒鐘后開模，鑄件在不另行加溫的特定環(huán)境中強化時效4.5小時。取樣經(jīng)切片檢測，抗拉強度為285mpa，布氏硬度HB為98，延伸率為3.1％。均超過產(chǎn)品設(shè)計要求。
本真空擠壓及特種熱處理技術(shù)不僅適應(yīng)生產(chǎn)南方125摩托車上的高強抗震鋁合金套管，而且適應(yīng)所有摩托車、汽車上使用的高強抗震鋁合金鑄件的生產(chǎn)，均能獲得滿意的效果。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)高強抗震鋁鑄件的真空擠壓及特種熱處理新技術(shù)，包括模具結(jié)構(gòu)及其采用的鋼模和低壓鑄造的澆注系統(tǒng)和壓力鑄造的排溢系統(tǒng)之設(shè)計，真空壓鑄設(shè)備，其特征在于模具頂桿箱和壓射缸連接真空系統(tǒng)，建立余壓為20—100毫米汞柱的真空，壓鑄機連接模具，真空擠壓成型，采用對鋁合金液進行二次精煉排氣除渣、鋁合金液在高壓條件下的低溫(低澆溫)低速(低壓速)充型及高壓狀態(tài)下的延時保壓(高延時)的“二高二低二精煉”工藝，鑄件出模后，在不另行加溫的特定環(huán)境中強化時效，以完成特種熱處理，即得高強抗震鋁合金鑄件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于進行二次精煉的鋁合金溫度為710—750℃，低澆溫的溫度為600—650℃，低壓速的速度為每秒4—20厘米，高壓力為每平方厘米大于700公斤，高延時為8—40秒鐘。
全文摘要
一種生產(chǎn)高強抗震鋁鑄件的真空擠壓及特種熱處理新技術(shù)，模具頂桿箱和壓射缸連接真空系統(tǒng)，壓鑄機連接模具，真空擠壓成型，采用對鋁合金液進行二次精煉，低溫低速充型，高壓及延時保壓的“二高二低二精煉”工藝，實施出模的鋁鑄件在特定環(huán)境中強化時效的特種熱處理。具有工藝簡單，技術(shù)先進成熟、產(chǎn)品外表美觀、強度高、抗震性能好，大大降低了材料消耗，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品成本低，合格率96％以上等優(yōu)點。
文檔編號B22D17/00GK1120986SQ9411311
公開日1996年4月24日 申請日期1994年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月20日
發(fā)明者邱表來 申請人:邱表來