[发明专利]一种镁合金铸件半固态复合挤压铸造成型方法

说明书

本发明涉及一种镁合金铸件半固态复合挤压铸造成型方法，是针对镁合金半固态挤压铸造中浆料质量难控制的情况，制浆与成型衔接差、稳定性差的弊端，采用镁合金半固态复合挤压铸造方法，通过复合挤压铸造技术实现半固态浆料制备与挤压铸造成型一体化，此制备方法工艺先进，数据精确翔实，制得的铸件形状精确，初生相由球状和近球状晶粒组成，树枝状晶粒较少，晶粒尺寸降低，金相组织致密性好，抗拉强度达205Mpa，延伸率达6.2％，是先进的镁合金铸件半固态复合挤压铸造成型方法。

技术领域

本发明涉及一种镁合金铸件半固态复合挤压铸造成型方法，属镁合金铸造成型方法的技术领域。

背景技术

镁合金具有密度低、比强度高的优点，适用于轻量化的结构性零部件，广泛应用于汽车、航空航天、计算机、通讯等行业。但镁合金在室温下的低塑性、低延展性严重制约着镁合金的应用，半固态成型技术是提高镁合金塑性和延展性最有效的方法。

镁合金半固态成型技术包括触变成型和流变成型两大类，触变成型所用的半固态金属坯料具有较高的固相分数，在输送和加热时较为方便，易于实现自动化操作；然而触变成型设备成本高、加工余料不能快速回收、二次重熔造成坯料表面氧化、生产周期长、能耗高，从而制约了触变成型技术的发展；流变成形不需二次加热，能耗低，工艺环节少，但流变成形在浆料的定量输送、转运方面有难度，因此，在短时间内制备出高质量的半固态浆料，半固态浆料和流变成型之间的快速衔接成为流变成型的技术关键。

挤压铸造技术是一种在半固态加工领域的新型金属加工方法，该技术是对注入模具型腔内的液态或半液态金属施加机械压力，使已凝固的外壳发生塑性变形，液态或半液态金属在等静压的作用下及时补缩，得到组织致密、力学性能高的铸件；挤压铸造技术有直接挤压铸造和间接挤压铸造两种方法，直接挤压铸造是压力直接作用于液态金属表面，压力传递距离短，但金属液必须精确定量充型，同时对于复杂异形零件有二次充型的过程，容易形成冷隔等缺陷，因此只适合于生产形状简单、对称结构的铸件；间接挤压铸造是压力通过浇道传递给模腔内的金属熔体，因此压力传递距离长，易产生缩松等缺陷。

如何将半固态成型技术与挤压铸造技术高效、稳定的结合并实现成型过程精确控制，成为镁合金铸件半固态成型的关键；目前，镁合金半固态挤压铸造技术大多采用先制浆再挤压铸造的方法，即利用电磁搅拌、超声波等外场，或者通过倾斜板、蛇形浇道等外加装置制得半固态浆料，然后将浆料浇入模具型腔中，在挤压机上实现挤压铸造，工艺复杂，需要增加特殊设备，成本高，该过程中浆料的质量极难控制，同时很难实现制浆与成型的紧密衔接，因此缺乏稳定、专用的成型工艺与装备，制约了半固态成型技术的工业化应用。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的状况，通过复合挤压铸造技术实现半固态浆料的制备与挤压铸造成型一体化，镁合金液全程在氩气保护下经过自搅拌浇道完成充型，该过程即为半固态浆料的制备过程，充型后经过冲头保压及复合挤压，达到制浆与成型的紧密衔接，以提高镁合金铸件的质量。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：镁合金、无水乙醇、石墨润滑油、氩气，其准备用量如下：以克、毫升、立方厘米为计量单位

镁合金铸件半固态复合挤压铸造成型方法如下：

(1)制造半固态复合挤压铸造模具

半固态复合挤压铸造模具用热作模具钢制造，固定模、复合成型板、活动模芯型腔表面粗糙度均为：Ra0.08-0.16μm；

(2)熔炼镁合金液

镁合金液的熔炼是在真空熔炼炉内进行的，是经过镁合金切块、预热、熔炼、静置过程完成的；

①清理真空熔炼炉的熔炼坩埚，用金属铲、金属刷清理熔炼坩埚，使表面清洁，然后用无水乙醇清洗坩埚内表面，晾干；