[发明专利]铸造铝合金制造水表表壳的方法及其制品

说明书

技术领域

本发明涉及铸造铝合金制造水表表壳的方法及其制品。

背景技术

计量用水量水表的表壳一直是沿用铸造黄铜制造，尽管它具有良好的机械加工性能，以及良好的化学和物理性能，但始终存在着表壳重、成本高的缺点。另一方面，以质轻、成本低、适宜于铸造的含铝合金，例如，中国专利CN1529768A公开的含硅、镁、锰、铜的铝合金，已广泛用于汽车工业。基于各种原因，目前并未用于制造水表表壳，也就是说，现行的铝合金不能适应水表恶劣的工作环境和对机械性能的要求。例如，水表表壳其内壁一直处于水的浸泡之下，受水和水中杂质的影响，要求它在较长的使用期限内，八年、十年，甚至更长时间，都要求保持良好的化学性能，尤其是耐腐蚀性。从制造过程来看，必须具有良好的铸造性和机械切削加工性能。且还要求有良好的物理性能，如机械强度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铸造铝合金制造水表表壳的方法及其制品。

按照本发明所说的铸造铝合金制造水表表壳的方法，包括如下步骤：

1，按下列配比(重量百分比)配料，其中：Si：3.9％～13.2％；Mg：0.20％～1.5％；Cu：0.4％～2.3％；Ti：0.05％～0.1％；RE：0.07％～0.2％；Sr：0.01％～0.1％；余为Al。

按照本发明的一个优选实施例，其中：Si：6.1％～10.0％；Mg：0.30％～1.2％；Cu：0.4％～2.0％；Ti：0.05％～0.1％；RE：0.07％～0.2％；Sr：0.01％～0.1％；余为Al。

按照本发明的又一个优选实施例，其中：Si：6.5％～8.0％；Mg：0.40％～0.9％；Cu：0.5％～1.0％。Ti：0.05％～0.1％；RE：0.07％～0.15％；Sr：0.01％～0.05％；余为Al。

硅的作用是提高合金流动性，改善铸造缩孔缩松性。硅也是一种改善延伸率、抗拉强度、屈服强度等的合金化元素。当同时含硅、镁和铜时，可析出Mg₂Si、Al₂Cu、Al₂CuMg强化相，对提高合金强度有利，使合金具有良好的力学性能、工艺性能和耐腐蚀性能。

镁是一种改善延伸率、抗拉强度、屈服强度等的合金化元素。添加镁对合金的耐腐蚀性能与力学性能提高有益，但铸造工艺性能变差。添加量过多时，镁在熔炼铸造时的极度氧化问题，会使合金氧化严重、流动性降低，易产生铸造缺陷，同时必须进行熔炼保护，增加熔炼与铸造上的难度。镁常与硅搭配使用，总是以Mg₂Si析出相为强化要素，提高合金的力学性能，所以镁是不可或缺的合金化元素。

铜是一种改善强度作用极大的合金化元素，具有“自时效”作用，如前所述，它可析出Al₂Cu以及Al₂CuMg强化相，显著提高铝合金的力学性能，也有利于促进与Mg₂Si相共同强化的作用。但是铜加入量太高，热裂问题、铸造工艺性问题严重，同时耐腐蚀性能大幅度下降。

钛主要是以细化基体α相的作用加入，使α相尽可能由粗大树枝晶转变为细小等轴晶，使合金的强韧性得到提高。

混合稀土RE主要是以辅助合金化元素加入。其主要作用是去除合金中的有害气体元素氢、氧、氮以及碱土金属元素钠、钾、钙等，起到净化作用，同时细化基体α相以及对硅相细化起到有益作用。

锶主要是以辅助合金化元素加入。其主要作用是去除铝合金中含有的杂质铁和促进共晶硅细化变质。

本发明将锶、钛与混合稀土三者混合使用，控制总加入量应严加，充分发挥各自优点，达到优化的效果。

铝是合金中的基体元素，其含量受合金化元素加入量控制。铝含量越高，对合金耐腐蚀性能与对铸件实施表面处理技术有益。

2.熔炼

熔炼按上述配比投料。其中，除Ti、Sr、RE在以后的变质、细化步骤中投入外，余者均在熔炼步骤中投入，熔炼采用中频感应炉或其它快速加热设备熔炼。配料中的硅、铜、钛、锶、混合稀土可以中间合金的形式加入，铝、镁可以纯金属的形式加入，但不限于此。熔化时先加硅、铜中间合金，后加纯金属炉料。所述中频炉可先预热后加大功率快速生温。熔炼温度控制在720～800℃。

3.精炼除气与净化

将前述熔融金属温度控制在720～750℃，可用压入法加入除气净化剂，总加入量为投入配料量的0.3～0.8％(重量百分比)，进行10～25分钟的均匀搅拌，搅拌后经10～25分钟的静置，然后净化扒渣。