熔模鑄造鋁合金熔煉澆注方法與流程
2023-05-22 08:06:06 2
本發明涉及鋁合金澆注的技術領域，具體地指一種熔模鑄造鋁合金熔煉澆注方法。
背景技術：
現有的熔模鑄造鋁合金熔煉工藝中，為保證合金液澆注後能夠順利充滿鑄型，將鋁合金在550-600℃的溫度條件下熔融後，繼續加熱溫度至730-760℃，進行除氣、變質等精煉處理。然後將過熱的鋁合金液降溫到700-730℃澆注。鋁合金熔模鑄造所用的陶瓷鑄型經1050～1200℃高溫焙燒後，降溫至300～350℃澆注合金液。然而，由於熔煉溫度很高，合金液在此過程中會大量氧化形成氧化渣，並大量吸氣，在制品中因氧化和吸氣形成夾雜和針孔的缺陷。
技術實現要素：
本發明的目的就是要解決上述背景技術的不足，而提供一種有效減少合金的氧化和吸氣、提高鑄件的成品率的熔模鑄造鋁合金熔煉澆注方法。
為實現上述目的，本發明所提供的一種熔模鑄造鋁合金熔煉澆注方法，包括如下步驟：
1)合金熔煉
在溫度為680-700℃的條件下熔融純鋁、鋁-矽中間合金、純銅和純錳，再加入覆蓋劑，熔融完全後加入純鎂升溫至700-720℃，再分次加入精煉除氣劑，精煉3-10分鐘，得到鋁合金液；
2)型殼焙燒
將待澆注的陶瓷型殼在溫度為1050-1100℃的條件下焙燒30～40分鐘，再冷卻至800-1000℃備用；
3)澆注成型
將步驟1)所得的鋁合金液降溫至620-670℃後澆入步驟2)處理後的陶瓷型殼內，得到預鑄件；
4)冷卻脫模
將步驟3)所得的預鑄件冷卻至室溫後脫除陶瓷型殼，即得成品鋁合金鑄件。
進一步地，所述純鋁、鋁-矽中間合金、純銅、純錳的質量比為100:0.4-5:0.1-0.5:0.05-1。
進一步地，所述純鎂與純鋁的質量比為0.2-5:100。
進一步地，所述覆蓋劑與純鋁的質量比為1-2:100。
進一步地，所述覆蓋劑為氯化鉀和氯化鈉的混合物，氯化鉀與氯化鈉的質量比為1:1。
進一步地，所述精煉除氣劑與純鋁的質量比為0.5-0.7:100。
進一步地，所述精煉除氣劑為六氯乙烷與氟矽酸鈉的混合物，六氯乙烷與氟矽酸鈉的質量比為1:1。
進一步地，在所述步驟1)中，精煉除氣劑分為3～5次加入，每次加入的時間間隔為1～2分鐘。
與現有技術相比，本發明具有如下優點：
其一，本發明採用較低的熔煉溫度後，有效的降低鋁合金的熔煉溫度，減少在熔煉過程中，有效的減少了合金的氧化和吸氣，降低了因為夾渣和氣孔引起的鑄件報廢，提高了鋁合金熔模鑄件的合格率。
其二，本發明採用較高的型殼溫度澆鑄，可以在用較低溫度鋁合金液澆鑄的情況下，通過鑄型對合金液的瞬時加熱保證薄壁鑄件的順利成型，得到表面質量較高的鑄件，提高鑄件成品的質量。
其三，本發明可以明顯減少鑄件的夾雜和氣孔的缺陷，提高鑄件的力學性能，經實際樣品的測試，鑄件的拉伸強度有5-8％的提升。
附圖說明
圖1為實施例1製備的成品鋁合金鑄件的示意圖；
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
實施例1：
本發明熔模鑄造鋁合金熔煉澆注方法，包括如下步驟：
1)合金熔煉
在爐內溫度為700℃的條件下，向爐內加入純鋁、鋁-矽中間合金、純銅、純錳，其中純鋁、鋁-矽中間合金、純銅、純錳的質量比為100:5:0.5:1，原料加熱階段儘量提高加熱功率，加快合金熔煉速度，原料開始溶解後，加入覆蓋劑(覆蓋劑為氯化鉀和氯化鈉的混合物，氯化鉀與氯化鈉的質量比為1:1)，覆蓋劑加入量為純鋁質量的2％，使合金液面始終處於保護狀態；原料全部熔化後用鐘罩向其中加入純鎂，純鎂加入量為純鋁質量的5％，鐘罩口朝下迅速壓入爐底，此時操作應非常謹慎，防止鋁液飛濺，再升溫至720℃，再加入精煉除氣劑(精煉除氣劑為六氯乙烷與氟矽酸鈉的混合物，六氯乙烷與氟矽酸鈉的質量比為1:1)精煉10分鐘，精煉除氣劑加入量為純鋁質量的0.5％，在精煉的過程中，用鐘罩將精煉除氣劑分三次壓入熔體液面下，接近坩堝底部，緩慢均勻做順時針轉動，速度要緩、動作要平穩，避免金屬液大幅度攪動，仔細觀察氣體上浮；
2)型殼焙燒
將待澆注的陶瓷型殼在溫度為1100℃的條件下焙燒40分鐘，確保型殼燒結良好，再冷卻至1000℃備用；
3)澆注成型
將步驟1)所得的鋁合金液降溫至670℃後澆入步驟2)處理後的陶瓷型殼內，得到預鑄件；
4)冷卻脫模
將步驟3)所得的預鑄件冷卻至室溫後脫除陶瓷型殼，即得成品鋁合金鑄件。
實施例2：
本發明熔模鑄造鋁合金熔煉澆注方法，包括如下步驟：
1)合金熔煉
在爐內溫度為680℃的條件下，向爐內加入純鋁、鋁-矽中間合金、純銅、純錳，其中純鋁、鋁-矽中間合金、純銅、純錳的質量比為100:0.4:0.1:0.05，原料加熱階段儘量提高加熱功率，加快合金熔煉速度，原料開始溶解後，加入覆蓋劑(覆蓋劑為氯化鉀和氯化鈉的混合物，氯化鉀與氯化鈉的質量比為1:1)，覆蓋劑加入量為純鋁質量的1％，使合金液面始終處於保護狀態；原料全部熔化後用鐘罩向其中加入純鎂，純鎂加入量為純鋁質量的0.2％，鐘罩口朝下迅速壓入爐底，此時操作應非常謹慎，防止鋁液飛濺，再升溫至700℃，再加入精煉除氣劑(精煉除氣劑為六氯乙烷與氟矽酸鈉的混合物，六氯乙烷與氟矽酸鈉的質量比為1:1)精煉3分鐘，精煉除氣劑加入量為純鋁質量的0.7％，在精煉的過程中，用鐘罩將精煉除氣劑分三次壓入熔體液面下，接近坩堝底部，緩慢均勻做順時針轉動，速度要緩、動作要平穩，避免金屬液大幅度攪動，仔細觀察氣體上浮；
2)型殼焙燒
將待澆注的陶瓷型殼在溫度為1050℃的條件下焙燒30分鐘，確保型殼燒結良好，再冷卻至800℃備用；
3)澆注成型
將步驟1)所得的鋁合金液降溫至620℃後澆入步驟2)處理後的陶瓷型殼內，得到預鑄件；
4)冷卻脫模
將步驟3)所得的預鑄件冷卻至室溫後脫除陶瓷型殼，即得成品鋁合金鑄件。
實施例3：
本發明熔模鑄造鋁合金熔煉澆注方法，包括如下步驟：
1)合金熔煉
在爐內溫度為690℃的條件下，向爐內加入純鋁、鋁-矽中間合金、純銅、純錳，其中純鋁、鋁-矽中間合金、純銅、純錳的質量比為100:2:0.4:0.08，原料加熱階段儘量提高加熱功率，加快合金熔煉速度，原料開始溶解後，加入覆蓋劑(覆蓋劑為氯化鉀和氯化鈉的混合物，氯化鉀與氯化鈉的質量比為1:1)，覆蓋劑加入量為純鋁質量的1.5％，使合金液面始終處於保護狀態；原料全部熔化後用鐘罩向其中加入純鎂，純鎂加入量為純鋁質量的2.5％，鐘罩口朝下迅速壓入爐底，此時操作應非常謹慎，防止鋁液飛濺，再升溫至710℃，再加入精煉除氣劑(精煉除氣劑為六氯乙烷與氟矽酸鈉的混合物，六氯乙烷與氟矽酸鈉的質量比為1:1)精煉3-10分鐘，精煉除氣劑加入量為純鋁質量的0.6％，在精煉的過程中，用鐘罩將精煉除氣劑分五次壓入熔體液面下，接近坩堝底部，緩慢均勻做順時針轉動，速度要緩、動作要平穩，避免金屬液大幅度攪動，仔細觀察氣體上浮；
2)型殼焙燒
將待澆注的陶瓷型殼在溫度為1080℃的條件下焙燒30～40分鐘，確保型殼燒結良好，再冷卻至900℃備用；
3)澆注成型
將步驟1)所得的鋁合金液降溫至650℃後澆入步驟2)處理後的陶瓷型殼內，得到預鑄件；
4)冷卻脫模
將步驟3)所得的預鑄件冷卻至室溫後脫除陶瓷型殼，即得成品鋁合金鑄件。
效果例：
將實施例1-3製備的鋁合金鑄件與常規的鋁合金鑄件作為對比例在相同條件下進行相關性能測試，結果如表1：
表1
從表1中可以看出，本發明製備的鋁合金鑄件再抗拉強度遠遠高於常規的鋁合金鑄件，而且外觀均勻一致，無氣孔。
從圖1可見，採用改進後的澆注工藝，產品的夾渣及氣孔缺陷有了明顯的改善，大大提高了製品的質量和合格率。
以上所述，僅為本發明的具體實施方式，應當指出，任何熟悉本領域的技術人員在本發明所揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。