一种铝铜合金模具复合材料制备方法技术

本发明专利技术涉及铝铜合金技术领域，具体涉及一种铝铜合金模具复合材料制备方法，包括以下步骤：准备铝、铜、锰和钛为原材料；铝加入搅混熔炼物；用氯化锌进行精炼，浇铸于锭模中；放出气体除去表面上的非金属污物；铜铝合金锭快速融化后加入锰和钛，铝铜合金放入电解液池中，并通电进行微弧氧化产生陶瓷膜层，本发明专利技术制备的铝铜合金中有很高的热硬性，同时通过控制锰的含量，可以控制铝铜合金材料的抗腐蚀性能，通过在铝铜合金的铸件表面形成陶瓷膜，即可进一步增大铝铜合金的防腐性。步增大铝铜合金的防腐性。

【技术实现步骤摘要】
一种铝铜合金模具复合材料制备方法


[0001]本专利技术涉及铝铜合金
，具体涉及一种铝铜合金模具复合材料制备方法。

技术介绍

[0002]铝铜合金很坚硬，跟金属铝的化学性质相似，室温和高温力学性能高，铸造工艺简单，切削加工性能好，耐热性能优良，可以制成板材、型材、锻件、线材、棒材、管材、箔材、航空航天结构件、焊条焊料、机械加工品、发动机活塞机轮等等。
[0003]模具是工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需产品的各种模子和工具，部分模具为了具有更好的室温和高温力学性能会采用铝铜合金作为制作材料，但是目前铝铜合金在使用时，仍存在抗腐蚀性能低的缺点，而模具在使用时，为了保证模具的精准度需要根据需要情况对模具进行清理，清洗后水渍未烘干时，或者暴露在空气中时表面的水分容易导致模具锈蚀，且模具在使用时会接触不同种类的浇铸溶液，而铝铜合金的抗腐蚀性能较底，直接以二元铝铜合金加工出的模具在实际使用中，由于其抗腐蚀性能低，部分三元铝—铜—锰三元合金中，虽具有较高的热硬度，在抗腐蚀性能方面仍较为有限，为此，提供一种铝铜合金模具复合材料制备方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种铝铜合金模具复合材料制备方法。
[0005]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0006]一种铝铜合金模具复合材料制备方法，所述铝铜合金模具复合材料制备方法包括以下步骤：
[0007](1)准备铝、铜、锰和钛为原材料，将全部铜锭装入石墨坩埚熔池中，并加入全部铝料质量比的10～15％；
[0008](2)逐渐将少量地铝加入石墨坩埚熔池内并搅混熔炼物；
[0009](3)待全部铝溶解之后，将合金冶却到680～720℃并用氯化锌进行精炼，除去熔渣并将制成的中间合金在680～700℃时浇铸于经过预热的锭模中；
[0010](4)当中间合金在锭模中凝固时，用带有柱形把手的杓子取出表面所生成的薄膜，以便于金属凝固时从其中放出气体，并除去表面上的非金属污物；
[0011](5)将定型的铜铝合金锭放入石墨坩埚中快速融化后，加入锰和钛；
[0012](6)将完全铝铜合金浇铸于经过预热的锭模中，将锭模中冷却成型后的铝铜合金放入电解液池中，并通电进行微弧氧化产生陶瓷膜层。
[0013]优选的，所述步骤(1)中，所述复合材料成分的质量比为：铝为93.7％～94.75％，铜为4.5％～5.0％，锰为0.6％～1.0％，钛为0.15％～0.30％。
[0014]优选的，所述步骤(1)铝、铜、锰和钛皆为体积相近的块状体，铝、铜、锰和钛中均匀干净无明显杂质，且全部铝料中回收铝材的含量在全部铝锭质量占比为：25％～45％。
[0015]优选的，所述步骤(1)中得到石墨坩埚是以石墨、粘土、硅石和腊石为原料烧制而
成，所述石墨坩埚在使用前先清洗干净，并先将石墨坩埚加热。
[0016]优选的，所述步骤(2)中的铝锭加入前先预热至160～180℃，铝锭在加入石墨坩埚熔池时，需要沉入熔池深处。
[0017]优选的，所述步骤(3)中锭模在进行浇注前，先将锭模内部清理干净，并先预热至280～350℃。
[0018]优选的，所述步骤(4)中中间合金在锭模凝固至表面形成薄膜时，先通过耐高温刀具将薄膜开口，再通过耐高温带有柱形把手的杓子将薄膜一侧掀起后与锭模分离。
[0019]优选的，所述步骤(5)中将合成的铝铜合金锭重新加入清洗干净的石墨坩埚中，并采用感应电炉快速加热进行熔炼，铝铜合金锭熔化后加入锰和钛继续进行熔炼，熔炼时，采取强搅拌，熔炼后再10
‑
18min浇铸到铸件的模具中，模具在进行浇铸前要清洗干净，并预热至280～350℃。
[0020]优选的，所述步骤(6)中，微弧氧化的电解液配料比为：NaOH:2～4g/L，水玻璃:5.5～6.5mL/L，Na2WO4：2～4g/L，EDTA二钠2～4g/L，微弧氧化电流密度30～40A/dm2，溶液温度30～40℃，氧化时采用强搅拌。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]1、本专利技术一种铝铜合金模具复合材料制备方法中，通过在铝铜合金中加入少量的锰和微量的钛，铝—铜—锰三元合金在固溶化处理时，一方面，固态析出的三元共晶体中的TMan和AlgCu溶入a(Al)固溶体，另一方面，过饱和的Mn以二次TMn相呈弥散状析出，时效过程中，Al2Cu呈弥散状析出，而二元共晶中的TMn相仍以断续的网状分布在α晶界上，此相的结构和结晶点阵十分复杂，400℃以下在a中的溶解度变化很小，使其在高温下稳定不易聚集长大，有很高的热硬性，同时通过控制锰的含量，可以控制铝铜合金材料的抗腐蚀性能。
[0023]2、本专利技术中通过在铝铜合金制备完成后，将铝铜合金放入电解液中通电后进行微弧氧化，使得铝铜合金的铸件表面形成陶瓷膜，即可进一步增大铝铜合金的防腐性，相较于传统的铝铜合金模具复合材料制备方法，避免铝铜复合材料在用于加工。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例1：
[0026]所述铝铜合金模具复合材料制备方法包括以下步骤：
[0027](1)准备铝、铜、锰和钛为原材料，将全部铜锭装入石墨坩埚熔池中，并加入全部铝料质量比的10％；
[0028](2)逐渐将少量地铝加入石墨坩埚熔池内并搅混熔炼物；
[0029](3)待全部铝溶解之后，将合金冶却到680℃并用氯化锌进行精炼，除去熔渣并将制成的中间合金在680℃时浇铸于经过预热的锭模中；
[0030](4)当中间合金在锭模中凝固时，用带有柱形把手的杓子取出表面所生成的薄膜，以便于金属凝固时从其中放出气体，并除去表面上的非金属污物；
[0031](5)将定型的铜铝合金锭放入石墨坩埚中快速融化后，加入锰和钛；
[0032](6)将完全铝铜合金浇铸于经过预热的锭模中，将锭模中冷却成型后的铝铜合金放入电解液池中，并通电进行微弧氧化产生陶瓷膜层
[0033]所述步骤(1)中，所述复合材料成分的质量比为：铝为93.7％，铜为5.0％，锰为1.0％，钛为0.30％。
[0034]所述步骤(1)铝、铜、锰和钛皆为体积相近的块状体，铝、铜、锰和钛中均匀干净无明显杂质，且全部铝料中回收铝材的含量在全部铝锭质量占比为：25％。
[0035]所述步骤(1)中得到石墨坩埚是以石墨、粘土、硅石和腊石为原料烧制而成，所述石墨坩埚在使用前先清洗干净，并先将石墨坩埚加热。
[0036]所述步骤(2)中的铝锭加入前先预热至160℃，铝锭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝铜合金模具复合材料制备方法，其特征在于，所述铝铜合金模具复合材料制备方法包括以下步骤：(1)准备铝、铜、锰和钛为原材料，将全部铜锭装入石墨坩埚熔池中，并加入全部铝料质量比的10～15％；(2)逐渐将少量地铝加入石墨坩埚熔池内并搅混熔炼物；(3)待全部铝溶解之后，将合金冶却到680～720℃并用氯化锌进行精炼，除去熔渣并将制成的中间合金在680～700℃时浇铸于经过预热的锭模中；(4)当中间合金在锭模中凝固时，用带有柱形把手的杓子取出表面所生成的薄膜，以便于金属凝固时从其中放出气体，并除去表面上的非金属污物；(5)将定型的铜铝合金锭放入石墨坩埚中快速融化后，加入锰和钛；(6)将完全铝铜合金浇铸于经过预热的锭模中，将锭模中冷却成型后的铝铜合金放入电解液池中，并通电进行微弧氧化产生陶瓷膜层。2.根据权利要求1中所述的一种铝铜合金模具复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述复合材料成分的质量比为：铝为93.7％～94.75％，铜为4.5％～5.0％，锰为0.6％～1.0％，钛为0.15％～0.30％。3.根据权利要求1中所述的一种铝铜合金模具复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤(1)铝、铜、锰和钛皆为体积相近的块状体，铝、铜、锰和钛中均匀干净无明显杂质，且全部铝料中回收铝材的含量在全部铝锭质量占比为：25％～45％。4.根据权利要求1中所述的一种铝铜合金模具复合材料制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中得到石墨坩埚是以石墨、粘土、硅石和腊石...

【专利技术属性】
技术研发人员：任志刚，
申请(专利权)人：苏州沃泰尔精密模具机械有限公司，
类型：发明
国别省市：