鋁合金煤氣表端蓋的製備方法
2023-05-28 19:06:41
專利名稱：：鋁合金煤氣表端蓋的製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種端蓋的製備方法，尤其涉及鋁合金材質的煤氣表端蓋的製備方法。屬於煤氣表製造
技術領域：
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背景技術：
：隨著國家的發展，居民生活得到了大幅度改善，許多地方和新興小區安裝了管道煤氣。煤氣的大量使用，運輸路程增加，用氣設備的容量和壓力增加，都對煤氣表提出了更高的使用要求，即要求生產具有高氣密性耐高壓的煤氣表。煤氣表作為管道煤氣的計量器具，通常包括表殼、端蓋和計數器，表殼具有進氣口和出氣口，端蓋設於表殼上形成為一體，並具有計量室，計數器設於表殼內用於計算氣流量，具體如ZL200420076506.2的中國實用新型專利《防盜氣煤氣表》(授權公告號CN2729647Y)，類似的還有ZL200610015234.9等。煤氣表一般應用在潮溼、不通風和腐蝕性環境中，為了保護人身和財產安全，對煤氣表的端蓋等外殼類產品有特殊的性能要求，它不但要求其具有輕質和防腐性能，同時還要求其具有良好的耐氣密性和力學性能。目前，煤氣表的端蓋主要有鋼質端蓋和鋁質端蓋兩種。鋼質端蓋主要釆用軋鋼板衝壓成形工藝，存在設備和模具投資大、工序較複雜等問題。同時鋼質端蓋雖然滿足了氣密性和力學性能要求，但由於太重，執行更換或維護操作時，需要更多的輔助設備和人力，在潮溼和不通風環境存在腐蝕的風險。鋁質端蓋主要採用壓鑄工藝，它具有重量輕和防腐性能好的特點，但在生產過程中，往往存在組織不緻密、加工表面有氣孔，致使氣密性不夠，從而大大地降低了產品合格率，增加了產品的製造成本，而且壓鑄的鋁質端蓋無法通過熱處理進一步提高材料性能，因此也不能滿足有氣密性和力學性能要求的煤氣表端蓋的未來發展。■
發明內容本發明所要解決的技術問題是針對上述的技術現狀而提供一種內部組織緻密、氣密性佳的鋁合金煤氣表端蓋的製備方法。本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為一種鋁合金煤氣表端蓋的製備方法，其特徵在於包括如下步驟3①分別配置鋁合金材料和鎂，滿足成分的質量百分數為Si:6.0%10.0%;Mg:0.2%0.8%;Ti:0.1%0.5%;其餘為A1;②熔融和精煉，將配製好的鋁合金材料投入熔化爐內加熱，待合金完全熔化後，將鋁合金熔液溫度調整到65070(TC，加入鎂，繼續升溫至70073(TC加入的精煉劑，精煉810分鐘，靜置1520分鐘，撇渣等待澆注；③預處理擠壓鑄造模具，預製的煤氣表端蓋間接擠壓鑄造模具在使用前需將其內部型腔清理乾淨，並預熱至100300°C，然後在型腔內部均勻塗上脫模劑；④擠壓成型，調整鋁合金熔液溫度至700740。C時，將鋁合金熔液澆入經預熱至200300。C的擠壓鑄造模具承料缸內，將上模下行，與下模合攏，並施加合模力，然後啟動頂出缸，擠壓衝頭，進行平穩充型，並加壓、保壓，直至鑄件在高壓下完全凝固，打開上、下模，脫料頂杆頂出鑄件，得到鋁合金煤氣表端蓋毛坯；⑤熱處理，對間接擠壓鑄造製成的鋁合金煤氣表端蓋毛坯進行固溶處理和完全人工時效的熱處理，最後取出毛坯空冷即成；⑥後續處理，將空冷後的毛坯進行機械加工和表面處理即成煤氣表端蓋成品。步驟②所述的精煉劑可以是六氯乙烷或上海虹光金屬熔劑廠生產的型號為HGJ-1A鋁合金無公害精煉劑，該精煉劑添加重量為鋁合金熔液的0.30.8%。步驟③中所述的脫模劑優選為水劑石墨。作為優選，歩驟④中所述的頂出缸以0.030.05m/s速度上升擠壓衝頭。步驟④中所述的加壓為100150MPa，保壓2050秒。步驟⑤中所述的固溶處理和完全人工時效的熱處理優選條件為將煤氣表端蓋毛坯放入鋁合金淬火爐中，加熱到530540°C，保溫610小時，在30秒內浸入60100'C水中進行固溶處理；然後將經過固溶處理後的毛坯轉入鋁合金時效爐內，時效處理溫度控制在155165°C，保溫時間控制在610小時。與現有技術相比，本發明的優點在於採用了鋁合金材質和先進的間接擠壓鑄造工藝，煤氣表端蓋成型材料，重量輕，防腐性能好；鋁合金熔液在較高的機械壓力下結晶成形，細化晶粒，提高組織緻密度，消除鑄件內部氣孔、縮孔及針眼等缺陷，從而大大提高鑄件的氣密性、硬度和抗拉強度，尤其是通過固溶時效熱處理後，性能接近甚至達到同種合金的鍛件水平，且無各向異性；可以實現近淨成形，減少加工餘量，提高了材料利用率，降低製造成本；整體製備方法工序較少，工藝簡單，可有效提高生產效率，從而可進一步降低了產品製造成本。圖1為實施例1中擠壓鑄造模具結構示意圖。具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。實施例1:一種Gl型鋁合金煤氣表端蓋的製備方法為a、鋁合金材料成分的質量百分數為Si:6.0%、Mg:0.2%、Ti:0.1%、其餘為A1;b、將配製好的純鋁錠、鋁鈦合金和鋁矽合金投入熔化爐內加熱，待合金完全熔化後，將鋁液溫度調整到650°C，加入Mg。繼續升溫至70(TC加入0.3%的六氯乙烷精煉8min，靜置15min撇渣等待澆注；c、預製的煤氣表端蓋間接擠壓鑄造模具在使用前需將其內部型腔清理乾淨，並預熱至10(TC，然後在型腔內部均勻噴塗水劑石墨；d、調整鋁合金熔液溫度至700。C時，取一定量熔液快速、平穩地澆入經預熱至200'C的擠壓鑄造模具承料缸內，快速將上模下行，與下模合攏，並施加合模力。然後啟動頂出缸，以0.03m/s速度上升擠壓衝頭，進行平穩充型，並加壓至100MPa，保壓20S，直至鑄件在高壓下完全凝固。打開上下模，脫料頂杆頂出鑄件，即成鋁合金煤氣表端蓋毛坯。e、對間接擠壓鑄造製成的鋁合金煤氣表端蓋毛坯進行T6(固溶處理+完全人工時效)熱處理，即將煤氣表端蓋毛坯放入鋁合金淬火爐中，加熱到530'C，保溫6h，在30s內浸入6(TC水中進行固溶處理；然後將經過固溶處理後的毛坯轉入鋁合金時效爐內，時效處理溫度控制在155°C，保溫時間控制在6h，最後取出毛坯空冷即成。f、對鋁合金煤氣表端蓋毛坯經過機械加工和表面處理即成煤氣表端蓋成品。對該實施例所得產品進行實體取樣測試，其性能達到:tableseeoriginaldocumentpage5如圖1所示，本實施例中的擠壓鑄造模具包括上墊板1、下墊板5及設於下墊板5中部的承料缸IO，上墊板下端面設有頂板9和上模2，而頂板9上設有上頂杆8，一型芯7設於上模2下端面中部，正對衝頭6位置，下墊板5上設有下模3，承料缸10內設有衝頭6，衝頭6由下頂杆4驅動。實施例2:一種G2型鋁合金煤氣表端蓋的製備方法為a、鋁合金材料成分的質量百分數為Si:8.0%、Mg:0.5%、Ti:0.3%、其餘為AI;b、將配製好的純鋁錠、鋁鈦合金和鋁矽合金投入熔化爐內加熱，待合金完全熔化後，將鋁液溫度調整到680°C，加入Mg。繼續升溫至720'C加入0.6%的六氯乙烷精煉9min，靜置18min撇渣等待澆注；c、預製的煤氣表端蓋間接擠壓鑄造模具在使用前需將其內部型腔清理乾淨，並預熱至20(TC，然後在型腔內部均勻噴塗水劑石墨；d、調整鋁合金熔液溫度至720'C時，取一定量熔液快速、平穩地澆入經預熱至250'C的擠壓鑄造模具承料缸內，快速將上模下行，與下模合攏，並施加合模力。然後啟動頂出缸，以0.04m/s速度上升擠壓衝頭，進行平穩充型，並加壓至120MPa，保壓35S，直至鑄件在高壓下完全凝固。打開上下模，脫料頂杆頂出鑄件，即成鋁合金煤氣表端蓋毛坯。e、對間接擠壓鑄造製成的鋁合金煤氣表端蓋毛坯進行T6(固溶處理+完全人工時效)熱處理，即將煤氣表端蓋毛坯放入鋁合金淬火爐中，加熱到535'C，保溫8h，在30s內浸入80'C水屮進行固溶處理；然後將經過固溶處理後的毛坯轉入鋁合金時效爐內，時效處理溫度控制在160°C，保溫時間控制在8h，最後取出毛坯空冷即成。f、對鋁合金煤氣表端蓋毛坯經過機械加工和表面處理即成煤氣表端蓋成品。對該實施例所得產品進行實體取樣測試，其性能達到:tableseeoriginaldocumentpage6實施例3:一種G4型鋁合金煤氣表端蓋的製備方法為a、鋁合金材料成分的質量百分數為Si:10.0%、Mg:0.8%、Ti:0.5%、其餘為Al;b、將配製好的純鋁錠、鋁鈦合金和鋁矽合金投入熔化爐內加熱，待合金完全熔化後，將鋁液溫度調整到700°C，加入Mg。繼續升溫至730'C加入0.8%的六氯乙烷精煉10min，靜置20min撇渣等待澆注；c、預製的煤氣表端蓋間接擠壓鑄造模具在使用前需將其內部型腔清理乾淨，並預熱至300'C，然後在型腔內部均勻噴塗水劑石墨;d、調整鋁合金熔液溫度至740'C時，取一定量熔液快速、平穩地澆入經預熱至300r的擠壓鑄造模具承料缸內，快速將上模下行，與下模合攏，並施加合模力。然後啟動頂出缸，以0.05m/s速度上升擠壓衝頭，進行平穩充型，並加壓至150MPa，保壓50S，直至鑄件在高壓下完全凝固。打開上下模，脫料頂杆頂出鑄件，即成鋁合金煤氣表端蓋毛坯。e、對間接擠壓鑄造製成的鋁合金煤氣表端蓋毛坯進行T6(固溶處理+完全人工時效)熱處理，即將煤氣表端蓋毛坯放入鋁合金淬火爐中，加熱到540°C，保溫10h，在30s內浸入IO(TC水中進行固溶處理；然後將經過固溶處理後的毛坯轉入鋁合金時效爐內，時效處理溫度控制在165°C，保溫時間控制在10h，最後取出毛坯空冷即成。f、對鋁合金煤氣表端蓋毛坯經過機械加工和表面處理即成煤氣表端蓋成品。對該實施例所得產品進行實體取樣測試，其性能達到:抗拉強度Rm(MPa)伸長率A(%)硬度(HB)耐氣壓強度(MPa)33012120>2.0權利要求1、一種鋁合金煤氣表端蓋的製備方法，其特徵在於包括如下步驟①分別配置鋁合金材料和鎂，滿足成分的質量百分數為Si6.0％～10.0％；Mg0.2％～0.8％；Ti0.1％～0.5％；其餘為Al；②熔融和精煉，將配製好的鋁合金材料投入熔化爐內加熱，待合金完全熔化後，將鋁合金熔液溫度調整到650～700℃，加入鎂，繼續升溫至700～730℃加入的精煉劑，精煉8～10分鐘，靜置15～20分鐘，撇渣等待澆注；③預處理擠壓鑄造模具，預製的煤氣表端蓋間接擠壓鑄造模具在使用前需將其內部型腔清理乾淨，並預熱至100～300℃，然後在型腔內部均勻塗上脫模劑；④擠壓成型，調整鋁合金熔液溫度至700～740℃時，將鋁合金熔液澆入經預熱至200～300℃的擠壓鑄造模具承料缸內，將上模下行，與下模合攏，並施加合模力，然後啟動頂出缸，擠壓衝頭，進行平穩充型，並加壓、保壓，直至鑄件在高壓下完全凝固，打開上、下模，脫料頂杆頂出鑄件，得到鋁合金煤氣表端蓋毛坯；⑤熱處理，對間接擠壓鑄造製成的鋁合金煤氣表端蓋毛坯進行固溶處理和完全人工時效的熱處理，最後取出毛坯空冷即成；⑥後續處理，將空冷後的毛坯進行機械加工和表面處理即成煤氣表端蓋成品。2、根據權利要求1所述的鋁合金煤氣表端蓋的製備方法，其特徵在於步驟②所述的精煉劑為六氯乙垸或上海虹光金屬熔劑廠生產的型號為HGJ-1A鋁合金無公害精煉劑，該精煉劑添加重量為鋁合金熔液的0.30.8%。3、根據權利要求1所述的鋁合金煤氣表端蓋的製備方法，其特徵在於步驟③中所述的脫模劑為水劑石墨。4、根據權利要求1所述的鋁合金煤氣表端蓋的製備方法，其特徵在於步驟④中所述的頂出缸以0.030.05m/s速度上升擠壓衝頭。5、根據權利要求1所述的鋁合金煤氣表端蓋的製備方法，其特徵在於步驟④中所述的加壓為100150MPa，保壓2050秒。6、根據權利要求1所述的鋁合金煤氣表端蓋的製備方法，其特徵在於步驟⑤中所述的固溶處理和完全人工時效的熱處理條件為將煤氣表端蓋毛坯放入鋁合金淬火爐中，加熱到530540°C，保溫610小時，在30秒內浸入6010(TC水中進行固溶處理；然後將經過固溶處理後的毛坯轉入鋁合金時效爐內，時效處理溫度控制在155165°C，保溫時間控制在610小時。全文摘要一種鋁合金煤氣表端蓋的製備方法，其特徵在於包括如下步驟①分別配置鋁合金材料和鎂；②熔融和精煉；③預處理擠壓鑄造模具；④擠壓成型；⑤熱處理；⑥後續處理。與現有技術相比，本發明的優點在於採用了鋁合金材質和先進的間接擠壓鑄造工藝，煤氣表端蓋成型材料，重量輕，防腐性能好；鋁合金熔液在較高的機械壓力下結晶成形，細化晶粒，提高組織緻密度，消除鑄件內部氣孔、縮孔及針眼等缺陷，從而大大提高鑄件的氣密性、硬度和抗拉強。文檔編號C22F1/043GK101598585SQ20091010033公開日2009年12月9日申請日期2009年7月2日優先權日2009年7月2日發明者吳嶽壹,華張,張聯珍,徐永東,朱秀榮,沈建明,費良軍,龔朝輝申請人:中國兵器工業第五二研究所