一種鋁合金鑄件的加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種鋁合金鑄造加工工藝，利用差壓鑄造機進行差壓鑄造的升液、充型、增壓、保壓及卸壓，通過升液充型速度、增壓速度、工作壓力、充型壓力等鑄造時條件的設定，得到鑄件的針孔缺陷幾乎不存在，表面質量較好，同時本發明提供的鑄件的加工工藝生產效率高。
【專利說明】-種鍋合金鑄件的加工工藝

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種鑄件的加工工藝，尤其涉及一種鉛合金鑄件的差壓加工工藝。

【背景技術】
[0002] 近年來，隨著國內外汽車鑄件的"輕量化"、"精密化"，W及航空、航天、兵器、電子 等行業的儀器設備的小型化，復雜薄壁鉛鑄件獲得了廣泛的應用。許多鉛鑄件的壁厚僅 1.5-3mm，該就給鑄造工作者提出了更高的要求，應采用先進的、合理的復合精確成型工藝 來生產優質的復雜薄壁鉛鑄件。
[0003] 目前，典型的復合精確鑄造技術主要有充氧壓鑄、低壓-擠壓鑄造、差壓鑄造加壓 凝固、壓力消失模。其中差壓鑄造加壓凝固是使金屬液在壓差作用下充填到預先有一定壓 力的型腔內，進行結晶凝固，獲得零件毛逐的一種工藝。該種鑄造技術使得金屬液的補縮能 力加強，減少了氣孔、針孔缺陷，適用于航海、航空、航天業等對于內部質量要求高的大中小 復雜鑄件的生產。目前國內外對壓差鑄造有進行的研究，但不是太多。
[0004] 如CN10287330IA公開了 一種化424鉛合金鑄件差壓鑄造工藝，其中差壓鑄造過程 如下；1)在烙煉的同時，對升液管進行預熱至660?68(TC ;將精煉處理后的烙體溫度控制 在690?70(TC，鑄件安放完成后，鎖緊上罐，差壓鑄造機進行差壓鑄造的升液、充型、增壓、 保壓及卸壓；2)設定差壓鑄造的工藝參數，升液充型速度為60mm/s，增壓速度為lOOmm/s ; 3)打開差壓鑄造機的上工作罐和下工作罐之間的互通閥，同時高壓氣源向上工作罐和下工 作罐通入干燥過的氣體達到差壓鑄造機所需的工作壓力，工作壓力為0. 4?0. 5MPa，此時 上工作罐和下工作罐壓力平衡，然后關閉互通閥使上工作罐和下工作罐隔絕；4)采用減壓 法按照設定的差壓鑄造工藝參數進行升液、充型和增壓，即排出上工作罐內的氣體，升液壓 力達到0. 12?0. 14MPa，充型壓力達到0. 13?0. 15MPa，下工作罐巧巧內的烙體在壓力差 的作用下經升液管沿反重力方向填充樹脂砂鑄型，充型完成后按照設定的增加速度120mm/ S繼續增壓，當上工作罐和下工作罐的壓力差達到0. 06MPa時進行保壓，保壓時間為4? 5min，鑄件始終在2. OMI^?2. 2MI^高壓環境下補縮凝固，補縮凝固結束后打開互通閥同時 排氣卸壓，取出鑄件。


【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于提供一種鉛合金鑄件的差壓加工工藝。本發明所提供的方法制 得的鑄件的針孔缺陷幾乎不存在，表面質量較好，同時本發明提供的鑄件的加工工藝生產 效率高。
[0006] 本發明所提供的鉛合金鑄件的差壓加工工藝，包括如下步驟：
[0007] 1)在烙煉的同時，對升液管進行預熱至660?68(TC，例如為665C、668°C、67rC、 675°C、678°C等；將精煉處理后的烙體溫度控制在700?72(TC，例如為702°C、704°C、 706°C、708°C、71(TC、712°C、716°C、718°C等，鑄件安放完成后，鎖緊上罐，差壓鑄造機進行 差壓鑄造的升液、充型、增壓、保壓及卸壓；
[000引 2)升液充型速度為65?80mm/s，增壓速度為lOOmm/s ;
[0009] 3)打開差壓鑄造機的上工作罐和下工作罐之間的互通閥，同時高壓氣源向上工作 罐和下工作罐通入干燥過的氣體達到差壓鑄造機所需的工作壓力，工作壓力為0. 55MPa，此 時上工作罐和下工作罐壓力平衡，然后關閉互通閥使上工作罐和下工作罐隔絕；
[0010] 4)排出上工作罐內的氣體，升液壓力為0. 13?0. 15MPa，充型壓力為0. 13? 0. 15MPa，充型完成后按120mm/s的增加速度繼續增壓，當上工作罐和下工作罐的壓力差達 到0. 07MPa時進行保壓，保壓時間為6min W上；
[0011] 5)將鑄件始終在2. 3MI^?2. 5MI^高壓環境下補縮凝固，補縮凝固結束后打開互 通閥同時排氣卸壓，取出鑄件。
[0012] 作為優選技術方案，本發明所提供的鉛合金鑄件的加工工藝，步驟2)中所述的充 型速度為70?80mm/s。充型速度對金屬液流動形態起決定性作用，因此對鑄件質量影響很 大。當充型速度較小時，充型時間長，粘度增加快，充型金屬液的粘性剪切力下和表面張力。 起主要作用，初始動量很快被抵消，充型金屬液向四周塌落而蔓延。該時卷氣和夾雜的可能 性最小，該種充型形態比較適合于壁較厚、凝固較慢的鑄件。如果充型速較大，則充型金屬 液的初始動量起主要作用。充型時，沒有被抵消的充型金屬液初始動量沖擊充型金屬液自 由表面而使其拱起W至破碎。同時，充型金屬液在向上的射流速度所產生的慣性力、由密度 差而形成的浮力及向下的塌落速度所產生的沖擊力作用下，其內部形成回流區，使鑄件易 產生氣孔和夾雜缺陷。因此本發明選擇充型速度為65?80mm/s，例如為66mm/s、68mm/s、 70mm/s、72mm/s、75mm/s、78mm/s 等，優選為 70 ?80mm/s。
[0013] 作為優選技術方案，本發明所提供的鉛合金鑄件的加工工藝，步驟2)中所述的充 型時間為10?20s,例如為11s、13s、15s、17s、19s等，優選10?15s。充型速度增加可W 減少充型時間，提高了工藝的生產效率。
[0014] 作為優選技術方案，本發明所提供的鉛合金鑄件的加工工藝，步驟4)中所述的升 液壓力為0. 14MPa，充型壓力為0. 14MPa。本發明采用一定的升液壓力和充型壓力可使獲得 的鑄件壁薄，在4mm W內，壁厚均勻，同時鑄件的內部質量好，針孔少。
[0015] 作為優選技術方案，本發明所提供的鉛合金鑄件的加工工藝，步驟4)中所述的保 壓時間為 6 ?15min,例如為 7min、9min、10min、llmin、13min、14min,優選 6 ?lOmin。保 壓時間長短不僅影響鑄件的補縮效果，而且還關系到鑄件的成型。對于薄壁鑄件，冷卻速度 大，很短的保壓時間就可保證鑄件的成型。
[0016] 作為優選技術方案，本發明所提供的鉛合金鑄件的加工工藝，步驟5)中所述的高 壓環境為2. 4MPa。高壓凝縮增加了鑄件的致密度，大大提高了合金的力學性能，極大地改善 了鑄件質量。
[0017] 利用本發明所提供的加工工藝制得的鑄件壁薄，均勻，內部質量好，針孔少，致密 度和力學性能均很好。同時本發明所提供的加工工藝過程簡單、效率高。

【具體實施方式】
[0018] 為便于理解本發明，本發明列舉實施例如下。本領域技術人員應該明了，所述實施 例僅僅用于幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。
[001引 實施例1 I)在烙煉的同時，對升液管進行預熱至68(TC;將精煉處理后的烙體溫度控制在70(TC， 鑄件安放完成后，鎖緊上罐，差壓鑄造機進行差壓鑄造的升液、充型、增壓、保壓及卸壓；
[0020] 2)升液充型速度為80mm/s，增壓速度為lOOmm/s ;
[0021] 3)打開差壓鑄造機的上工作罐和下工作罐之間的互通閥，同時高壓氣源向上工作 罐和下工作罐通入干燥過的氣體達到差壓鑄造機所需的工作壓力，工作壓力為0. 55MPa，此 時上工作罐和下工作罐壓力平衡，然后關閉互通閥使上工作罐和下工作罐隔絕；
[002引 4)排出上工作罐內的氣體，升液壓力為0. 13MPa，充型壓力為0. 15MPa，充型完成 后按120mm/s的增加速度繼續增壓，當上工作罐和下工作罐的壓力差達到0. 07MPa時進行 保壓，保壓時間為6min W上；
[0023] 5)將鑄件始終在2. 5MI^高壓環境下補縮凝固，補縮凝固結束后打開互通閥同時 排氣卸壓，取出鑄件。
[0024] 實施例2
[00巧]1)在烙煉的同時，對升液管進行預熱至66(TC ;將精煉處理后的烙體溫度控制在 72(TC，鑄件安放完成后，鎖緊上罐，差壓鑄造機進行差壓鑄造的升液、充型、增壓、保壓及卸 壓；
[0026] 2)升液充型速度為65mm/s，增壓速度為lOOmm/s ;
[0027] 3)打開差壓鑄造機的上工作罐和下工作罐之間的互通閥，同時高壓氣源向上工作 罐和下工作罐通入干燥過的氣體達到差壓鑄造機所需的工作壓力，工作壓力為0. 55MPa，此 時上工作罐和下工作罐壓力平衡，然后關閉互通閥使上工作罐和下工作罐隔絕；
[002引 4)排出上工作罐內的氣體，升液壓力為0. 15MPa，充型壓力為0. 13MPa，充型完成 后按120mm/s的增加速度繼續增壓，當上工作罐和下工作罐的壓力差達到0. 07MPa時進行 保壓，保壓時間為6min W上；
[0029] 5)將鑄件始終在2. 3MI^高壓環境下補縮凝固，補縮凝固結束后打開互通閥同時 排氣卸壓，取出鑄件。
[0030] 實施例3
[0031] 1)在烙煉的同時，對升液管進行預熱至67(TC ;將精煉處理后的烙體溫度控制在 71(TC，鑄件安放完成后，鎖緊上罐，差壓鑄造機進行差壓鑄造的升液、充型、增壓、保壓及卸 壓；
[0032] 2)升液充型速度為75mm/s，增壓速度為lOOmm/s ;
[0033] 3)打開差壓鑄造機的上工作罐和下工作罐之間的互通閥，同時高壓氣源向上工作 罐和下工作罐通入干燥過的氣體達到差壓鑄造機所需的工作壓力，工作壓力為0. 55MPa，此 時上工作罐和下工作罐壓力平衡，然后關閉互通閥使上工作罐和下工作罐隔絕；
[0034] 4)排出上工作罐內的氣體，升液壓力為0. 14MPa，充型壓力為0. 14MPa，充型完成 后按120mm/s的增加速度繼續增壓，當上工作罐和下工作罐的壓力差達到0. 07MPa時進行 保壓，保壓時間為6min W上；
[00巧]5)將鑄件始終在2. 4MI^高壓環境下補縮凝固，補縮凝固結束后打開互通閥同時 排氣卸壓，取出鑄件。
[0036] 將本發明實施例1、2、3所得產品進行抗拉強度、伸長率、硬度的測試。測試結果見 表1。
[0037] 表 I
[0038]

【權利要求】
1. 一種鋁合金鑄件的差壓加工工藝，包括如下步驟： 1) 在熔煉的同時，對升液管進行預熱至660?680°C;將精煉處理后的熔體溫度控制在 700?720°C，鑄件安放完成后，鎖緊上罐，差壓鑄造機進行差壓鑄造的升液、充型、增壓、保 壓及卸壓； 2) 升液充型速度為65?80mm/s，增壓速度為100mm/s ; 3) 打開差壓鑄造機的上工作罐和下工作罐之間的互通閥，同時高壓氣源向上工作罐和 下工作罐通入干燥過的氣體達到差壓鑄造機所需的工作壓力，工作壓力為0· 55MPa，此時上 工作罐和下工作罐壓力平衡，然后關閉互通閥使上工作罐和下工作罐隔絕； 4) 排出上工作罐內的氣體，升液壓力為0· 13?0· 15MPa，充型壓力為0· 13?0· 15MPa， 充型完成后按120mm/s的增加速度繼續增壓，當上工作罐和下工作罐的壓力差達到 0. 07MPa時進行保壓，保壓時間為6min以上； 5) 將鑄件始終在2. 3MPa?2. 5MPa高壓環境下補縮凝固，補縮凝固結束后打開互通閥 同時排氣卸壓，取出鑄件。
2. 如權利要求1所述的加工工藝，其特征在于，步驟2)中所述的充型速度為70? 80mm/s〇
3. 如權利要求1所述的加工工藝，其特征在于，步驟2)中所述的充型時間為10?20s， 優選10?15s。
4. 如權利要求1所述的加工工藝，其特征在于，步驟4)中所述的升液壓力為0. 14MPa， 充型壓力為〇· 14MPa。
5. 如權利要求1所述的加工工藝，其特征在于，步驟4)中所述的保壓時間為6? 15min,優選 6 ?10min〇
6. 如權利要求1所述的加工工藝，其特征在于，步驟5)中所述的高壓環境為2. 4MPa。
【文檔編號】B22D18/04GK104275467SQ201310293710
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月12日 優先權日:2013年7月12日
【發明者】李飛 申請人:無錫成博科技發展有限公司