專利名稱：一種鑄造包鋁鎂合金復合材料模具的制作方法
技術領域：
本發明屬于模具加工及材料制備技術領域，涉及鑄造包鋁鎂合金復合材料模具， 用于制備層狀包鋁鎂合金復合材料鑄錠。
背景技術：
鎂合金是目前密度最小的金屬結構材料，具有高比強度、高比模量及優越的阻尼減振特性等性能優勢，但絕大多數商用鎂合金的耐蝕性能都較差，而鋁合金則天然形成了比較致密的氧化膜，耐蝕性能優良，同時具有自修復功能。因此采用鋁合金板材包覆在鎂合金表面則可以制備出同時兼具鎂合金與鋁合金性能優勢的層狀復合材料。目前國內包鋁鎂合金層狀復合材料的制備工藝主要集中在熱軋、擴散連接方面，如北京理工大學譚成文應用擴散連接工藝成功制備了鎂/鋁層狀復合材料，西南大學應用熱軋退火工藝研制成功了 A1/AD1/A1包鋁鎂板帶CN 101804710 A等，但是現有的包鋁鎂合金復合材料制備技術尚存在成材率低，工藝參數控制困難等不足。由于金屬鎂和鋁的結晶溫度接近，通過向鋁盒內澆注熔融的鎂合金液可以獲得鋁 /界面冶金結合的復合鑄錠，這就要求鋁盒與模具型腔緊密貼合，使得鎂合金結晶時釋放的熱量及時傳導至模具中，因此傳統的金屬模具無法滿足這一要求。

發明內容
本發明針對上述已有技術存在的不足，提供一種可以實現外包鋁盒底面和四周側面與模具良好的貼合，實現復合鑄錠的均勻散熱，有效防止燒穿的鑄造包鋁鎂合金復合材料模具。本發明所述的鑄造包鋁鎂合金復合材料模具，包括模具座、活動插板和側面夾緊機構。所述模具座由底板和三面側板經緊固螺栓連接形成一個頂面開口和一側面開口的方形結構；其中相對的兩面側板上對應加工有豎向凹槽，活動插板插于其中，封閉側面開口 ；其中兩面相連的側板上加工有螺紋孔，分別安裝有一個側面夾緊機構；所述側面夾緊機構由夾緊板和螺紋推桿連接組成，夾緊板位于模具座中，分別與各自一側的側板平行，螺紋推桿裝在各自一側的側板上的螺紋孔中。螺紋推桿裝在側板上的螺紋孔中。另外，所述側面夾緊機構的夾緊板上還連接有導向桿，對應在側板上有導向孔，所述導向桿穿過導向孔，對夾緊板進行導向。本發明的模具座、活動插板和側面夾緊機構采用導熱性好的鐵基或銅基合金，所述模具的尺寸由包鋁鎂合金復合鑄錠的外形尺寸確定。采用本發明鑄造包鋁鎂合金復合鑄錠模具，可以實現外包鋁盒底面和四周側面與模具良好的貼合，使復合鑄錠的均勻散熱，有效防止燒穿。此外，本發明對外包鋁盒的外形尺寸加工精度要求低，鑄錠拆卸方便。


圖1為鑄造包鋁鎂合金復合鑄錠模具立體結構圖； 圖2為鑄造包鋁鎂合金復合鑄錠金相顯微組織圖。
具體實施例方式如圖1所示，本模具包括模具座1、活動插板2和側面夾緊機構3。模具座1由底板7和三面側板4、5和6經緊固螺栓連接形成一個頂面開口和一側面開口的方形結構。其中相對的兩面側板4和5上對應加工有豎向凹槽，活動插板2插于其中，封閉側面開口。其中兩面相連的側板4和6上加工有螺紋孔，分別安裝有一個側面夾緊機構3。側面夾緊機構 3由夾緊板8 (或9)和螺紋推桿11連接組成，夾緊板8 (或9)位于模具座1中，分別與各自一側的側板4或6平行，螺紋推桿11裝在側板4和6上的螺紋孔中。夾緊板上還連接有導向桿10，對應在側板4和6上有導向孔，導向桿10穿過導向孔，對夾緊板8 (或9)進行導向。模具采用導熱性好的鐵基或銅基合金，模具的尺寸由包鋁鎂合金復合鑄錠的外形尺寸確定。鑄造包鋁鎂合金復合鑄錠模具的使用與鑄錠的制備工藝如下
1.采用變形鋁合金薄板焊接成一側開口的鋁盒，用砂輪片打磨焊接接口的浮凸部位使其各個側面平整光滑。2.依次使用5%氫氧化鈉溶液、5%鹽酸溶液(質量分數％)和無水乙醇清洗鋁盒型腔，去除油污及氧化物等夾雜。干燥后置于電阻烘箱中進行200°C預熱處理。3.鎂合金在井式坩堝電阻爐內熔煉并通入C02+0. 2%SF6混合氣體保護熔體，防止氧化。待合金熔化后攪拌熔體，靜置20分鐘后出爐澆注，澆注溫度為680°C 710°C。4.取出模具的活動插板2，將經過200°C預熱的鋁盒置于模具型腔中，安裝活動插板2并調節側面夾緊機構3，使鋁盒的底面及四周側面均與模具貼合。5.往鋁盒型腔內勻速澆注熔融的鎂合金液，待合金錠冷卻后調節側面夾緊機構 3，取出活動插板2，卸下包鋁鎂合金復合鑄錠即可。所鑄造的包鋁鎂合金復合鑄錠的金相顯微組織如圖2所示。
權利要求
1.一種鑄造包鋁鎂合金復合材料模具，其特征在于其包括模具座(1)、活動插板(2) 和側面夾緊機構(3)；所述模具座(1)由底板(7)和三面側板(4)、(5)和(6)經緊固螺栓連接形成一個頂面開口和一側面開口的方形結構；其中相對的兩面側板(4)和(5)上對應加工有豎向凹槽，活動插板(2)插于其中，封閉側面開口 ；其中兩面相連的側板(4)和(6)上加工有螺紋孔，分別安裝有一個側面夾緊機構(3)；所述側面夾緊機構(3)由夾緊板和螺紋推桿連接組成，夾緊板位于模具座中，螺紋推桿裝在側板(4 )和(6 )上的螺紋孔中。
2.如權利要求1所述的鑄造包鋁鎂合金復合材料模具，其特征在于所述側面夾緊機構的夾緊板上還連接有導向桿，對應在側板(4)和(6)上有導向孔，所述導向桿穿過導向孔， 對夾緊板進行導向。
3.如權利要求1或2所述的鑄造包鋁鎂合金復合材料模具，其特征在于所述模具座 (1)、活動插板(2)和側面夾緊機構(3)采用導熱性好的鐵基或銅基合金，所述模具的尺寸由包鋁鎂合金復合鑄錠的外形尺寸確定。
全文摘要
本發明公開一種鑄造包鋁鎂合金復合材料模具，包括模具座(1)、活動插板(2)和側面夾緊機構(3)。所述模具座由底板(7)，側板(4)、(5)和(6)經緊固螺栓連接組成。所述側板(4)和(5)加工有凹槽并于活動插板(2)間隙配合，所述側板(4)和(6)加工有螺紋孔并與側面夾緊機構連接，所述側面夾緊機構由夾緊板和螺紋推桿連接組成。采用本發明鑄造包鋁鎂合金復合鑄錠模具可以實現外包鋁盒底面和四周側面與模具良好的貼合，實現了復合鑄錠的均勻散熱，有效防止燒穿。此外，本發明對外包鋁盒的外形尺寸加工精度要求低，鑄錠拆卸方便等優點。
文檔編號B22D19/16GK102350493SQ20111033975
公開日2012年2月15日 申請日期2011年11月1日 優先權日2011年4月23日
發明者于文斌, 李養良, 李坊平, 蔣顯全 申請人:西南大學