[发明专利]一种微合金强化压铸铝合金的熔炼方法

摘要

本发明涉及一种微合金强化压铸铝合金的熔炼方法，通过稀有金属钛对AlMgZnSi系压铸合金微合金化，对凝固组织进行调控，硬度提升到138.6HV；屈服强度提升到271.35Mpa；抗拉强度提升到362.21Mpa；延展率提升到3.411%。此工艺方法数据精准翔实，说明该铝合金在微合金化后力学性能有较大提升，突破了传统压铸铝合金的局限，为同类合金的开发提供了理论基础。

主权项

1.一种微合金强化压铸铝合金的熔炼方法，其特征在于：/n使用的化学物质材料为：铝镁锌硅合金、钛粉、氧化锌、水玻璃、无水乙醇、去离子水，其组合准备用量如下：以克、毫升为计量单位/n铝镁锌硅合金：AlMgZnSi 18000g±0.01g/n钛粉： Ti 18g±0.01g/n氧化锌：ZnO 80g±0.01g/n水玻璃：Na₂SiO₃·9H₂O 25g±0.01g/n无水乙醇：C2H5OH 1000mL ±50mL/n去离子水：H2O 300mL ±10mL/n铝合金的熔炼、压铸制备方法如下：/n（1）配制涂覆剂/n称取氧化锌80g±0.01g、水玻璃25g±0.01g；量取去离子水300mL±10mL，加入混浆机中搅拌，搅拌后成粘稠状，即为涂覆剂；/n（2）预处理铝镁锌硅合金/n① 将铝镁锌硅合金置于钢质平板上，切割成块，块体尺寸为≤8mm×6mm×8mm；/n② 将铝镁锌硅合金块体置于热处理炉中，进行预热，预热温度200℃，预热时间30min；/n（3）预处理压铸模具、金属液导管/n① 对压铸模具进行预热，预热温度200℃，预热时间为120min；/n② 将制备的涂覆剂均匀涂覆在模具型腔表面，涂覆层厚度0.15mm；/n（4）铝镁锌硅合金的熔炼/n铝镁锌硅合金的熔炼在电磁搅拌熔炼炉内进行，是在加热、熔炼、保温、电磁搅拌过程中完成的；/n① 打开电磁搅拌熔炼炉盖，用无水乙醇清洗熔炼坩埚内壁，使坩埚内部洁净；/n② 将切块的铝镁锌硅合金块体18000g±0.01g置于熔炼坩埚内，闭合电磁搅拌熔炼炉；/n③ 开启电磁搅拌熔炼炉加热器，进行预热，预热温度200℃，预热时间15min；/n④ 预热完成后继续加热，调节炉内温度至750℃±1℃，熔炼时间120min，熔炼后成熔液；/n⑤ 开启电磁搅拌装置控制开关，设定电磁搅拌参数，电磁搅拌频率为35Hz，恒温搅拌时间15min；/n⑥ 用铝箔纸包裹钛粉18g±0.01g，从炉门加入到熔炼坩埚内，继续搅拌10min；熔炼后成熔液；/n（5）浇铸/n① 合拢压铸机模具，并启动锁模系统固定模具；/n② 打开金属液导管阀门，坩埚内的熔液流经导管，压入压铸机压射腔中；/n③ 启动压射程序，压射冲头慢速前进，封住导管接口，冲头将熔液压入型腔，压射力为315KN，压射时间3s；/n④ 熔液填充满型腔后，压射冲头持续向前跟踪保压，保压压强为150MPa，保压时间15s，直至熔液凝固；/n（6）开模、修整/n① 打开模具，冲头回位与开模动作同步进行，动模脱离固定模，冲头返回复位，顶出并取出铸件；/n② 将铸件置于钢质平板上进行冷却至25℃；/n③ 用400目砂纸打磨铸件表面；/n④ 用无水乙醇清洗铸件周边及表面，使其清洁，成铝镁锌硅压铸铝合金；/n（7）检测、分析、表征/n对制备的压铸铝镁锌硅合金圆棒体铸件的形貌、金相组织结构、力学性能进行检测、分析、表征；/n用扫描电镜对铸件进行金相组织形貌分析；/n用X射线分析仪进行X射线衍射强度图谱分析；/n用显微维氏硬度计进行硬度分析；/n用微机控制的电子万能试验机及引伸计进行屈服强度、抗拉强度及延伸率分析；/n结论：添加稀有金属钛的铝镁锌硅合金为圆棒状，合金硬度达138.6HV，相对于未添加稀有金属钛的铝镁锌硅合金提高24.71％，屈服强度为271.35MPa，相对于未添加稀有金属钛的铝镁锌硅合金提高12.59％，抗拉强度为362.21MPa，相对于未添加稀有金属钛的铝镁锌硅合金提高13.20％，延伸率达3.411％，相对于未添加稀有金属钛的铝镁锌硅合金提高11.07％。/n