[发明专利]一种铝基复合材料小变形耐压件的成形方法

说明书

技术领域

本发明属于铝基复合材料的成形技术领域，涉及一种铝基复合材料耐压件在液态压力下充型，高压下凝固、塑性变形的方法，具体涉及一种铝基复合材料小变形耐压件的成形方法。

背景技术

在使用过程中耐压件要求承受很大压力情况下变形量较小，因此对材料的综合性能及成形提出了较高的要求。采用一般的铸造成形工艺生产的铝基复合材料耐压件易产生缩孔、缩松、组织粗大、缺陷多，不利于材料综合性能提高，无法满足使用要求。而将液固高压成形技术应用于铝基复合材料耐压件，可以对液态金属施加一定的机械静压力实现金属液态充型，利用金属铸造凝固成形时易流动和锻造技术使已凝固的封闭部位进行塑性变形，让金属液在压力作用下结晶凝固并强制消除因凝固收缩形成的缩孔，从而获得无任何铸造缺陷的零件毛坯。该工艺具有许多优点，但其适用范围主要是常规的铝及其它合金。而铝基复合材料是多相材料，其成形能力不仅取决于基体合金性质和工艺参数，还取决于材料复合相在熔体中的浓度和分布状态。由于复合材料熔体与基体合金粘度相差很大，铸造过程中流动性差，因此常规铝合金的成形工艺不能用于成形铝基复合材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝基复合材料小变形耐压件的成形方法，将液固高压成形技术应用到铝基复合材料耐压件的制备中，同时可以提高材料的综合性能，制备出满足性能的铝基复合材料耐压件。

本发明所采用的技术方案是，一种铝基复合材料小变形耐压件的成形方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：对铝基复合材料进行熔炼；

步骤2：铝基复合材料耐压件的液固高压成形；

步骤3：后序处理。

本发明的特点还在于，

其中的步骤1具体按照以下步骤实施：将铝基复合材料放入锭子中，将锭子放置于坩埚中加热，待铝基复合材料熔体温度达到720～760℃，保温并对熔体进行电磁搅拌处理，电磁搅拌时间为15～30min，然后用氩气除气精炼5～10min，之后去除液面上的浮渣。

其中的步骤2具体按照以下步骤实施：将模具安装在液压机上，模具加热至150～180℃，向模具内腔喷涂涂料，待模具加热到200～230℃，将铝基复合材料熔体浇注到模具型腔内，铝基复合材料熔体浇注温度为720～760℃；浇注速度为10-30毫米/秒，液固高压成形压力为80～100MPa，凝固保压时间为15～20s。

其中的模具包括凸模和凹模，凸模置于上模板和上固定板上，凹模模套与下模板通过调节螺栓连接，凹模置于凹模模套中，耐压件通过顶杆顶出。

其中的步骤3具体按照以下步骤实施：取出的零件经过清理，再经过热处理，切削加工后制得满足要求的耐压件。

本发明的有益效果是，将液固高压成形技术应用于铝基复合材料耐压件上，解决了铝基复合材料的成型问题，复合材料液固高压成形技术克服了因复合相的加入材料流动性差而成形难的问题，提高材料的成形性。采用电磁搅拌的方法，使得增强体分布均匀，金属液在压力下凝固，细化晶粒同时增强凝固补缩能力，避免的缩松、缩孔，提高了铝基复合材料耐压件的综合性能。

附图说明

图1是本发明铝基复合材料小变形耐压件的成形方法的工艺流程图；

图2是本发明方法中采用的液固高压成形模具的结构示意图。

图中，1.上固定板，2.上模板，3.导套，4.凸模，5.保温套，6.液态合金，7.凹模模套，8.凹模，9.顶杆，10.调节螺栓，11.下模板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明铝基复合材料小变形耐压件的成形方法，如图1所示，具体按照以下步骤实施：

步骤1：铝基复合材料的熔炼过程，将铝基复合材料锭子清理干净，放置于坩埚中加热，待铝基复合材料熔体温度达到720～760℃，保温并对熔体进行电磁搅拌处理，电磁搅拌时间为15～30min，然后用氩气除气精炼5～10min，之后去除液面上的浮渣；