[发明专利]一种镁合金异形零件的复合挤压铸造方法

摘要

本发明涉及一种镁合金异形零件的复合挤压铸造方法，是针对镁合金异形零件铸造中的缩孔缩松现象严重、金相组织结构致密性差的情况，采用复合挤压铸造的方法，先制备复合挤压铸造模具，镁合金液全过程进行气体保护，经真空炉熔炼镁合金液、浇铸、复合挤压铸造，制成镁合金异形零件，此制备方法工艺先进，数据精确翔实，复合挤压铸造的镁合金异形零件形状精确，金相组织致密性好，无缩孔、缩松现象，抗拉强度达180MPa，是先进的镁合金异形零件的复合挤压铸造方法。

主权项

一种镁合金异形零件的复合挤压铸造方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：镁合金、无水乙醇、石墨润滑油、氧化镁脱模剂、氩气，其准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位复合挤压铸造方法如下：(1)制造复合挤压铸造模具复合挤压铸造模具用热作模具钢4Cr5MoSiV1制造，凸模挤压表面、凹模型腔表面粗糙度均为：Ra0.08‑0.16μm；(2)熔炼镁合金液镁合金的熔炼是在真空熔炼炉内进行的，是在中频感应加热、抽真空、氩气底吹中完成的；①清理熔炼坩埚，用金属铲、金属刷清理熔炼坩埚，使表面清洁；②用无水乙醇清洗熔炼坩埚内表面，使其洁净，然后晾干；③切制镁合金块，将镁合金块用机械进行切制，成20mm×20mm×10mm的金属块；④预热镁合金块，将切制的镁合金块置于预热炉内，进行预热，预热温度为150℃，备用；⑤熔炼镁合金液将预热后的镁合金块置于真空熔炼炉内的熔炼坩埚内，关闭真空熔炼炉，并密闭；开启真空泵，抽取炉内空气，使炉内压强≦10Pa；开启真空熔炼炉加热器，开始加热，加热温度250℃±5℃；当温度升至250℃时，在熔炼坩埚底部通入氩气底吹管，向熔炼坩埚内输入氩气，氩气底吹速度2000cm3/min，使炉内压强保持在0.05Mpa，并由出气管阀调控；继续加热熔炼，熔炼温度650℃±5℃，在此温度恒温保温15min；(3)复合挤压铸造镁合金异形零件的复合挤压铸造是在挤压铸造机上进行的，是在复合挤压铸造模具内，镁合金液在氩气保护下进行充填、保压、复合挤压、保压、脱模，成型为镁合金异形零件；①安装复合挤压铸造模具将复合挤压铸造模具的凹模置于挤压铸造机的下工作台上，并与挤压铸造机的料缸、顶杆、压射杆垂直连接；将复合挤压铸造模具的凸模置于挤压铸造机的上部，通过凸模板将其固定在挤压铸造机的活动型板上；将上部推杆连接在挤压铸造机的脱模油压缸上；调整压射杆与推杆在同一中心线上；②预热料缸、复合挤压铸造模具开启挤压铸造机的加热器，预热料缸、复合挤压铸造模具，预热温度为200℃，输料管预热温度为630℃；③将石墨润滑油100mL注入料缸与顶杆之间的间隙中，进行润滑；④将氧化镁脱模剂150mL均匀地喷涂在复合挤压铸造模具的凹模、凸模表面，涂层厚度0.02mm；⑤合模，当推板接触凹模时，通过推板上的进气孔向模具中注入氩气，氩气注入速度为50cm3/s，注入时间为20s，然后停止输入氩气；⑥通过真空熔炼炉上的供料器将镁合金液注入到料缸的液腔内；⑦挤压铸造机的压射杆、顶杆推动镁合金液进入凹模型腔，顶杆加压，压力为20Mpa，恒压保压时间5s；⑧挤压铸造机上部的脱模油压缸拉动上部推杆上移，推杆通过上顶出板、下顶出板及连接导柱拉动推板上移，当上顶出板接触上限位块后，脱模油压缸停止运动，挤压铸造机主油缸施压，推动凸模继续运动与凹模进行合模，使凸模进入凹模，压紧，上部的主油缸进行保压，保压压力为70MPa，保压时间30s；⑨挤压铸造机上部的主油缸拉动凸模板开模，脱模油压缸顶压，推动推板顶出镁合金异形零件；⑩冷却，镁合金异形零件在氩气保护下冷却至25℃；(4)清理铸件将镁合金异形零件置于钢质平板上，用机械清理镁合金异形零件各部及周边；(5)清洁铸件将清理后的镁合金异形零件置于钢质平板上，用砂纸打磨内孔及表面，然后用无水乙醇洗涤，洗涤后晾干，即终产物镁合金异形零件；(6)检测、分析、表征对制备的镁合金异形零件的形貌、色泽、金相组织结构、力学性能进行检测、分析、表征；用金相分析仪进行金相组织分析；用微机控制的电子万能试验机进行抗拉强度分析；结论：镁合金异形零件金相组织致密性好，抗拉强度达180Mpa；所述的复合挤压铸造模具由凹模(4)、凸模(3)和复合挤压装置组成；凹模(4)通过左导柱(15)、右导柱(16)与凸模框(17)连接；凸模(3)与凸模框(17)、模架(9)、凸模板(6)固定连接，凸模(3)固定在凸模框(17)上，凸模框(17)、模架(9)、凸模板(6)由螺栓(19)、销轴(20)固定；复合挤压装置由推板(10)、左连接导柱(13)、右连接导柱(14)、上顶出板(11)、下顶出板(12)、上限位块(7)、下限位块(8)、推杆(5)组成；推板(10)、上顶出板(11)、下顶出板(12)与左连接导柱(13)、右连接导柱(14)连接在一起，推杆(5)固定在上顶出板(11)、下顶出板(12)之间，上限位块(7)固定在凸模板(6)下部，下限位块(8)固定在凸模框(17)上；当推动或拉动推杆(5)时，复合挤压装置整体做上下运动，上下运动的距离由上限位块(7)和下限位块(8)限制；在凹模(4)上设有电阻加热孔(18)，凸模框(17)内设有加热槽(35)；推板(10)上设有进气孔(39)，进气孔(39)连接氩气通道(40)，在推板(10)的另一端有排气孔(38)。