一種超強抗腐蝕性的鎂合金變速器箱體的製造方法與流程
2023-10-04 05:16:14 2
本發明涉及變速器箱體製造技術領域，具體為一種超強抗腐蝕性的鎂合金變速器箱體的製造方法。
背景技術：
鎂合金作為目前最輕的金屬結構材料，其密度低，比強度、比剛度高，具有良好的阻尼性，減震性能良好。鎂合金的熔點低，凝固速度快，使其在鑄造工藝中耗能低，充型快，鑄造性能良好，導熱性及電磁屏蔽性能優良，切削加工性好，被譽為本世紀的綠色工程材料，在航天、汽車，電子工業等領域得到了廣泛的應用，例如汽車變速器箱體、汽缸蓋、輪轂、座椅支架等。隨著節能環保意識的不斷提高，汽車輕量化需求日益迫切，汽車整車質量的降低是降低燃油消耗的重要手段，在保證強度、剛度要求下，鎂合金成為實現汽車輕量化，提高節能環保性的首選材料，從而為鎂合金在工業領域的進一步發展帶來了新的動力。然而，鎂合金產品在暴露的環境中工作時，易被氧化，腐蝕，特別是與其他金屬部件裝配連接時易產生電偶腐蝕、應力腐蝕等。極大地降低了產品的工作可靠性和使用壽命，使鎂合金產品的應用水平受到較大限制。鑑於上述提到的問題，本發明設計一種超強抗腐蝕性的鎂合金變速器箱體的製造方法，以解決上述提到問題。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種超強抗腐蝕性的鎂合金變速器箱體的製造方法，以解決上述背景技術中提出的鎂合金產品在暴露的環境中工作時，易被氧化，腐蝕的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種超強抗腐蝕性的鎂合金變速器箱體的製造方法，該種超強抗腐蝕性的鎂合金變速器箱體的製造方法步驟如下：
s1：選取材料：變速器箱體用鑄造鎂合金材料各組分及質量百分比為al：(3.5％-8.5％)、mn：(0.2％-0.8％)、zn：(0.46％-0.84％)、ce：(0.8％-1.6％)，其餘為mg；
s2：白模製作：採用聚苯乙烯(eps，10.21kg/m3)作為白模泡沫材料，利用預發泡工藝與發泡製作變速器箱體泡沫件；
s3：刷塗料：向攪拌桶中添加1.0-1.6kg酚醛環氧固化劑，攪拌過程中緩慢加入粒度300目的莫來石粉1.4-1.8kg，連續攪拌攪拌時間為7-9分鐘，防止結塊，形成塗料，首先將攪拌桶提至變速器箱體泡沫件的頂部，從上而下傾倒一定塗料至變速器箱體泡沫件的外壁，然後用毛刷將攪拌均勻的塗料均勻刷塗在變速器箱體泡沫件的內外表面2-4遍，每刷完一遍塗料，在電熱鼓風烘箱中烘乾10-20分鐘，溫度設置在40-60℃，待無塗料滴落時，將變速器箱體泡沫件放置在撒砂機上均勻撒莫來石砂，然後浸泡在氯化鋁溶液中硬化10-20分鐘，室溫靜置乾燥1.5-2.5小時，重複上述操作三次後，之後靜置空幹3-5小時，環境溫度26℃，相對溼度50％，風速3-5m/s；
s4：烘培：將乾燥硬化後的模殼推入焙燒爐內焙燒，焙燒溫度900-11000c，焙燒時間1.5-2.5小時，出爐後將模殼靜置30-50分鐘，待溫度降至室溫時，將整個模殼中的碳灰吹去；
s5：熔煉與澆註：將烘培後的變速器箱體埋於幹砂中振動緊實，然後抽空真空，使得壓力控制在0.03-0.05mpa，然後將熔煉的坩堝進行預熱至暗紅狀態，再在其底部撒上一層覆蓋劑，並將事先烘乾的美合金錠放入到坩堝內，然後再在美合金錠上撒上一定量的覆蓋劑，將坩堝放入電阻爐內，並通入保護氣體，溫度控制在700-750℃，保溫0.5-0.6小時，停爐至澆注溫度680，扒去金屬液表面的熔渣，進行澆注，澆注完成後，在澆注杯上撒上覆蓋劑，待冷卻凝固後開箱、切除冒口和噴漆，獲得鑄件；
s6：微弧氧化：將鑄件用去離子水清洗2-4分鐘，陽極鋁線與鑄件相連，不鏽鋼板做陰極浸入電解液中，電解液成分是：6g/lna2sio3，2g/lnaf和2g/lnaoh，加入適量水攪拌均勻，ph值控制在7，反應時間控制在8-12分鐘，電流密度3a/d㎡，頻率為300hz，佔空比為45％，反應結束後，斷電取出鑄件，衝洗吹乾10-20分鐘，既可以獲得表層附著有一層緻密的al2o3氧化膜的鎂合金變速器箱體鑄件。
優選的，所述步驟s3中均勻撒三遍莫來石砂，第一遍莫來石砂粒度20-50目，第二遍為莫來石砂粒度15-45目，第三遍莫來石砂粒度10-30目。
優選的，所述步驟s5中的坩堝為鋼製坩堝。
優選的，所述步驟s5中的覆蓋劑為mgcl2和caf2的混合物。
優選的，所述步驟s5中的保護氣體成分為co2和0.3％sf6。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：該種超強抗腐蝕性的鎂合金變速器箱體的製造方法，通過在取料中增加了稀土元素鈰，利於提高鎂合金的耐腐蝕性能，在後續的微弧氧化過程中形成緻密的al2o3氧化膜，將鎂合金緊密包裹在內部，大大提高了鎂合金的抗氧化、耐腐蝕能力，解決了變速器箱體在輕量化設計中鎂合金抗氧化耐腐蝕能力不足的問題。
附圖說明
圖1為本發明結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例一
一種超強抗腐蝕性的鎂合金變速器箱體的製造方法，該種超強抗腐蝕性的鎂合金變速器箱體的製造方法步驟如下：
s1：選取材料：變速器箱體用鑄造鎂合金材料各組分及質量百分比為al：3.5％、mn：0.2％、zn：0.46％、ce：0.8％，其餘為mg；
s2：白模製作：採用聚苯乙烯(eps，10.21kg/m3)作為白模泡沫材料，利用預發泡工藝與發泡製作變速器箱體泡沫件；
s3：刷塗料：向攪拌桶中添加1.0kg酚醛環氧固化劑，攪拌過程中緩慢加入粒度300目的莫來石粉1.4kg，連續攪拌攪拌時間為7分鐘，防止結塊，形成塗料，首先將攪拌桶提至變速器箱體泡沫件的頂部，從上而下傾倒一定塗料至變速器箱體泡沫件的外壁，然後用毛刷將攪拌均勻的塗料均勻刷塗在變速器箱體泡沫件的內外表面2遍，每刷完一遍塗料，在電熱鼓風烘箱中烘乾10分鐘，溫度設置在40℃，待無塗料滴落時，將變速器箱體泡沫件放置在撒砂機上均勻撒莫來石砂，然後浸泡在氯化鋁溶液中硬化10分鐘，室溫靜置乾燥1.5小時，重複上述操作三次後，之後靜置空幹3小時，環境溫度26℃，相對溼度50％，風速3m/s，均勻撒三遍莫來石砂，第一遍莫來石砂粒度20目，第二遍為莫來石砂粒度30目，第三遍莫來石砂粒度20目；
s4：烘培：將乾燥硬化後的模殼推入焙燒爐內焙燒，焙燒溫度9000c，焙燒時間1.5小時，出爐後將模殼靜置30分鐘，待溫度降至室溫時，將整個模殼中的碳灰吹去；
s5：熔煉與澆註：將烘培後的變速器箱體埋於幹砂中振動緊實，然後抽空真空，使得壓力控制在0.03mpa，然後將熔煉的坩堝進行預熱至暗紅狀態，再在其底部撒上一層覆蓋劑，並將事先烘乾的美合金錠放入到坩堝內，坩堝為鋼製坩堝，然後再在美合金錠上撒上一定量的覆蓋劑，覆蓋劑為mgcl2和caf2的混合物，將坩堝放入電阻爐內，並通入保護氣體，保護氣體成分為co2和0.3％sf6，溫度控制在700℃，保溫0.5小時，停爐至澆注溫度680℃，扒去金屬液表面的熔渣，進行澆注，澆注完成後，在澆注杯上撒上覆蓋劑，待冷卻凝固後開箱、切除冒口和噴漆，獲得鑄件；
s6：微弧氧化：將鑄件用去離子水清洗2分鐘，陽極鋁線與鑄件相連，不鏽鋼板做陰極浸入電解液中，電解液成分是：6g/lna2sio3，2g/lnaf和2g/lnaoh，加入適量水攪拌均勻，ph值控制在7，反應時間控制在8分鐘，電流密度3a/d㎡，頻率為300hz，佔空比為45％，反應結束後，斷電取出鑄件，衝洗吹乾10分鐘，既可以獲得表層附著有一層緻密的al2o3氧化膜的鎂合金變速器箱體鑄件。
實施例二
一種超強抗腐蝕性的鎂合金變速器箱體的製造方法，該種超強抗腐蝕性的鎂合金變速器箱體的製造方法步驟如下：
s1：選取材料：變速器箱體用鑄造鎂合金材料各組分及質量百分比為al：6％、mn：0.5％、zn：0.65％、ce：1.2％，其餘為mg；
s2：白模製作：採用聚苯乙烯(eps，10.21kg/m3)作為白模泡沫材料，利用預發泡工藝與發泡製作變速器箱體泡沫件；
s3：刷塗料：向攪拌桶中添加1.3kg酚醛環氧固化劑，攪拌過程中緩慢加入粒度300目的莫來石粉1.6kg，連續攪拌攪拌時間為8分鐘，防止結塊，形成塗料，首先將攪拌桶提至變速器箱體泡沫件的頂部，從上而下傾倒一定塗料至變速器箱體泡沫件的外壁，然後用毛刷將攪拌均勻的塗料均勻刷塗在變速器箱體泡沫件的內外表面3遍，每刷完一遍塗料，在電熱鼓風烘箱中烘乾15分鐘，溫度設置在50℃，待無塗料滴落時，將變速器箱體泡沫件放置在撒砂機上均勻撒莫來石砂，然後浸泡在氯化鋁溶液中硬化15分鐘，室溫靜置乾燥2小時，重複上述操作三次後，之後靜置空幹4小時，環境溫度26℃，相對溼度50％，風速4m/s，均勻撒三遍莫來石砂，第一遍莫來石砂粒度35目，第二遍為莫來石砂粒度30目，第三遍莫來石砂粒度20目；
s4：烘培：將乾燥硬化後的模殼推入焙燒爐內焙燒，焙燒溫度1000℃，焙燒時間2小時，出爐後將模殼靜置40分鐘，待溫度降至室溫時，將整個模殼中的碳灰吹去；
s5：熔煉與澆註：將烘培後的變速器箱體埋於幹砂中振動緊實，然後抽空真空，使得壓力控制在0.04mpa，然後將熔煉的坩堝進行預熱至暗紅狀態，再在其底部撒上一層覆蓋劑，並將事先烘乾的美合金錠放入到坩堝內，坩堝為鋼製坩堝，然後再在美合金錠上撒上一定量的覆蓋劑，覆蓋劑為mgcl2和caf2的混合物，將坩堝放入電阻爐內，並通入保護氣體，保護氣體成分為co2和0.3％sf6，溫度控制在725℃，保溫0.55小時，停爐至澆注溫度680℃，扒去金屬液表面的熔渣，進行澆注，澆注完成後，在澆注杯上撒上覆蓋劑，待冷卻凝固後開箱、切除冒口和噴漆，獲得鑄件；
s6：微弧氧化：將鑄件用去離子水清洗3分鐘，陽極鋁線與鑄件相連，不鏽鋼板做陰極浸入電解液中，電解液成分是：6g/lna2sio3，2g/lnaf和2g/lnaoh，加入適量水攪拌均勻，ph值控制在7，反應時間控制在10分鐘，電流密度3a/d㎡，頻率為300hz，佔空比為45％，反應結束後，斷電取出鑄件，衝洗吹乾15分鐘，既可以獲得表層附著有一層緻密的al2o3氧化膜的鎂合金變速器箱體鑄件。
實施例三
一種超強抗腐蝕性的鎂合金變速器箱體的製造方法，該種超強抗腐蝕性的鎂合金變速器箱體的製造方法步驟如下：
s1：選取材料：變速器箱體用鑄造鎂合金材料各組分及質量百分比為al：8.5％、mn：0.8％、zn：0.84％、ce：1.6％，其餘為mg；
s2：白模製作：採用聚苯乙烯(eps，10.21kg/m3)作為白模泡沫材料，利用預發泡工藝與發泡製作變速器箱體泡沫件；
s3：刷塗料：向攪拌桶中添加1.6kg酚醛環氧固化劑，攪拌過程中緩慢加入粒度300目的莫來石粉1.8kg，連續攪拌攪拌時間為9分鐘，防止結塊，形成塗料，首先將攪拌桶提至變速器箱體泡沫件的頂部，從上而下傾倒一定塗料至變速器箱體泡沫件的外壁，然後用毛刷將攪拌均勻的塗料均勻刷塗在變速器箱體泡沫件的內外表面4遍，每刷完一遍塗料，在電熱鼓風烘箱中烘乾20分鐘，溫度設置在60℃，待無塗料滴落時，將變速器箱體泡沫件放置在撒砂機上均勻撒莫來石砂，然後浸泡在氯化鋁溶液中硬化20分鐘，室溫靜置乾燥2.5小時，重複上述操作三次後，之後靜置空幹5小時，環境溫度26℃，相對溼度50％，風速5m/s，均勻撒三遍莫來石砂，第一遍莫來石砂粒度50目，第二遍為莫來石砂粒度40目，第三遍莫來石砂粒度30目；
s4：烘培：將乾燥硬化後的模殼推入焙燒爐內焙燒，焙燒溫度1100℃，焙燒時間2.5小時，出爐後將模殼靜置50分鐘，待溫度降至室溫時，將整個模殼中的碳灰吹去；
s5：熔煉與澆註：將烘培後的變速器箱體埋於幹砂中振動緊實，然後抽空真空，使得壓力控制在0.05mpa，然後將熔煉的坩堝進行預熱至暗紅狀態，再在其底部撒上一層覆蓋劑，並將事先烘乾的美合金錠放入到坩堝內，坩堝為鋼製坩堝，然後再在美合金錠上撒上一定量的覆蓋劑，覆蓋劑為mgcl2和caf2的混合物，將坩堝放入電阻爐內，並通入保護氣體，保護氣體成分為co2和0.3％sf6，溫度控制在750℃，保溫0.6小時，停爐至澆注溫度680℃，扒去金屬液表面的熔渣，進行澆注，澆注完成後，在澆注杯上撒上覆蓋劑，待冷卻凝固後開箱、切除冒口和噴漆，獲得鑄件；
s6：微弧氧化：將鑄件用去離子水清洗4分鐘，陽極鋁線與鑄件相連，不鏽鋼板做陰極浸入電解液中，電解液成分是：6g/lna2sio3，2g/lnaf和2g/lnaoh，加入適量水攪拌均勻，ph值控制在7，反應時間控制在12分鐘，電流密度3a/d㎡，頻率為300hz，佔空比為45％，反應結束後，斷電取出鑄件，衝洗吹乾20分鐘，既可以獲得表層附著有一層緻密的al2o3氧化膜的鎂合金變速器箱體鑄件。
根據實施例一、二、三的實驗結果通過abaqus求解器對模型進行求解，得出應力分布圖總結得出：最佳實施方案為實施例二。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。