铝硅铜合金的重熔和压铸工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种铝硅铜合金的重熔和压铸工艺。本工艺在现有国内Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ合金工艺的基础上，突破国内现有工艺对这种合金的认识，采用高的熔炼（重熔）温度７６０－８２０℃，高的浇注温度７１０－７６０℃，充分利用工艺条件对合金机械性能的作用，使合金的机械性能达到或超过国际先进水平，实现该种高强度合金的国产化。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铝合金的熔炼，压铸生产方法，具体涉及铝硅铜合金的重熔和压铸工艺。由于Al-Si-Cu(铝硅铜)类合金具有良好的机械性和工艺性能，美国、日本、德国、英国、法国等工业发达国家将此类合金广泛应用于无线电通讯、仪器仪表、坦克、汽车、摩托车及家用电器等结构件的压铸成形并形成相应标准。美国为其机械性能指标制定了居世界领先的ASTM标准。其他国家如英国也将LM24-M合金的抗拉强度值由180Mpa提高到320Mpa，日本将ADC10合金的抗拉强度值由300Mpa提高到323Mpa。申请人通过检索尚未发现以上合金标准之生产工艺参数记录在公开出版物上。国内压铸铝合金系列中也有Al-Si-Cu类合金ZL107(GB1173-74)，但由于应用过程中暴露出热裂、热脆倾向严重，而没有很好地推广应用。目前，我国研制并制定的Al-Si-Cu类合金的标准YZAl-Si9-Cu4，该标准合金化学成份基本上在美国380压铸铝合金(ASTMB85-82)标准的化学成份范围之内，但由于其验证技术没有明显地突破Al-Si合金的传统工艺，其机械性能指标低于美国ASTM标准。见表一长时间以来我国对Al-Si-Cu合金的验证和应用水平与国际先进水平相比存在差距，主要是缺乏对Al-Si-Cu合金特性的认识，不敢突破几十年来形成的Al-Si合金熔炼(重熔)及压铸的传统工艺所致。目前国内Al-Si-Cu合金和Al-Si合金熔炼和压铸工艺为一、合金熔炼(重熔)a技术准备，b炉料入炉，c升温，d熔炼，e静置、保温，f化学分析取样，g出炉。二、压铸a技术准备，b模具清理，c涂料，d合模，e浇注，f压射，g持压，h开模，j取出铸件。其工艺条件及Al-Si-Cu合金的验证条件如表二表一目前各国相应标准中Al-Si-Cu同类合金的技术(化学成份、主要机械性能)指标 <p>表二Al-Si合金和传统工艺Al-Si-Cu合金的验证工艺 由此使国产Al-Si-Cu合金的机械性能与国际先进水平相比存在差距。申请人通过检索也未发现国内有新的工艺，使国产Al-Si-Cu合金的机械性能达到或超过国际先进水平。本专利技术的目的在于提供一种突破现有Al-Si-Cu合金验证、生产工艺条件，使合金的机械性能达到或超过国际先进水平。为实现专利技术的目的，本专利技术在国内Al-Si合金熔炼(重熔)压铸的传统工艺及Al-Si-Cu合金的验证工艺(表二)的基础，专利技术人通过反复探索和研究提出如下工艺参数熔炼(重熔)工序的熔炼温度为760-820℃，压铸工艺中浇注工序的浇注温度为710-760℃，压射工序中持压7000-12000N/cm2。本工艺采用较高的熔炼温度，提高了合金中高熔点强化元素的弥散度，使晶核分布更均匀，及最大限度避免淤渣现象的发生，减少该工序对合金机械性能的影响。通常铸造铝合金熔炼(重熔)中“精炼”处理的目的是除气、除渣。合金在压铸过程中被污染的程度很大，从而给压铸件的质量带来很大影响，通过“精炼”处理后再进行静保温．现有工艺中“精炼”及保温温度均低于760℃，不能满足高熔点强化元素弥散度的要求，产生淤渣现象，而直接影响到铸件的机械性能。故本专利技术采用较高的熔炼温度。采用较高的浇注温度710-760℃，是为提高合金熔液的填充性能。在高温条件下，合金晶粒有增大的趋势，但通过激冷，可使晶粒细化。采用高的压射比压则使合金填充过程包卷空气体积压缩到最小，以提高组织的致密度，从而提高合金的机械性能。在压铸过程中，应采用较高为填充速率。本专利技术其它工艺参数再利用的回炉料的比例Al-Si-Cu合金的新料与多次回炉料在同等工艺条件下压铸取样，试样的抗拉强度及延伸率无明显差异。为确保合金液的质量，除严格控制回炉料质量状态及“精炼”处理时，控制炉料中回炉料所占比例仍是不可缺少的技术环节。炉料中回炉料所占比例不超过60％。保温时间“精炼”处理完毕后，保温时间对Al-Si-Cu合金的机械性能有提高的趋势，但从经济性和适用性两者兼顾考虑，保温时间至少为30分时。模具温度模具温度直接影响到金属液的填充状态和金属液在高压下的结晶速度。这两者直接关系到制件(试样或铸件)压铸成形的质量，本专利技术模具温度控制在200-250℃。其它工序包括如合金熔炼(重熔)前的技术准备，炉料入炉时间及顺序，合金熔炼(重熔)和压铸安全操作、规范等等，均按Al-Si合金熔炼(重熔)和压铸的常规进行。附图本专利技术Al-Si-Cu合金熔炼(重熔)压铸成形工艺流程“框”图。实施例为了验证本专利技术与国内现有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步，即以此工艺生产的铸件机械性能明显优于JB3069-82标准，且达到或超过国际标准。由于铸造合金的应用价值及其铸件所能达到的质量水平，国际上一般以其铸造的试样的机械性能来评估。因此专利技术人做了四组对比拉伸试样验证，压铸机均采用国产J1113(A)型压铸机。合金不同工艺参数熔炼(重熔)、压铸取样验证结果见表三表三Al-Si-Cu类合金不同工艺参数溶炼(重熔)、压铸取样验证结果 表三中验证编号(1)、(2)、(3)、(4)的合金化学成份见表一。其中(1)为从美国进口的同批“380”合金，(2)、(3)、(4)为国产Al-Si-Cu合金，(2)为本溪合金厂材料，(3)为机械工业部标准，(4)为兵器工业部兴光机械厂厂标，但采用了不同的工艺参数生产。其中(1)、(2)采用本专利技术的工艺参数生产，熔炼(重溶)工艺的保温时间为30分钟，模具温度在200-250℃。两者的机械性能均超过了我国JB3069-82标准，到达或超过了美国ASTMB85-82标准要求的抗拉强度值。(3)、(4)则为现有国内对Al-Si-Cu合金的验证工艺，其机械性能只能达到JB3069-82标准，远低于国际标准。因此，无论是进口的Al-Si-Cu标准合金，还是国产同类、同牌号的合金，在突破国内现有技术后，采用了本专利技术之Al-Si-Cu合金溶炼(重熔)、压铸成形的工艺参数，(表三中(1)、(2)的工艺参数为Al-Si-Cu合金试样的熔炼(重熔)、压铸成形的工艺参数)，才能比较充分地发掘该合金固有的机械性能。在生产过程中Al-Si-Cu合金的铸件成形生产工艺参数，熔炼温度为790-810℃，静置保温温度不低于760℃。浇注温度在720-740℃，压射比压为7000-8000N/cm2。基于本专利技术的技术特征，在实际生产过程中，可根据铸件的大小、形状、结构、壁厚等不同条制定压铸工艺，以求良好的经济效益和社会效益。本工艺适用于表一公开的Al-Si-Cu合金化学成份。权利要求1.一种铝硅铜合金的重熔和压铸工艺，其特征是重熔工序中熔炼温度为760～820℃，压铸工艺中浇注工序的浇注温度为710-760℃，压射工序中持压7000-12000N/cm2。2.如权利要求1所述铝硅铜合金的重熔和压铸工艺，其特征在于熔炼完毕后的保温时间至少30分钟，保温温度为760-820℃。3.如权利要求1所述铝硅铜合金的重熔和压铸工艺，其特征是回炉料所占比例不超过60％。4.如权利要求1所述铝硅铜合金的重熔和压铸工艺，其特征在于熔炼温度精选为790-810℃，铸件浇注温度720-740℃，压射比压7000-8000N/cm2。5.如权利要求1所述铝硅铜合金的重熔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝硅铜合金的重熔和压铸工艺，其特征是重熔工序中熔炼温度为７６０～８２０℃，压铸工艺中浇注工序的浇注温度为７１０－７６０℃，压射工序中持压７０００－１２０００Ｎ／ｃｍ↑［２］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯俊，
申请(专利权)人：冯俊，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]