一种高强度铝合金的铸造及其热处理工艺的制作方法

本发明涉及铝合金铸造技术领域，尤其涉及一种高强度铝合金的铸造及其热处理工艺。

背景技术：

铸造铝合金是以熔融金属充填铸型，获得各种形状零件毛坯的铝合金。具有低密度，比强度较高，抗蚀性和铸造工艺性好，受零件结构设计限制小等优点。分为al-si和al-si-mg-cu为基的中等强度合金；al-cu为基的高强度合金；al-mg为基的耐蚀合金；al-re为基的热强合金。大多数需要进行热处理以达到强化合金、消除铸件内应力、稳定组织和零件尺寸等目的。用于制造梁、燃汽轮叶片、泵体、挂架、轮毂、进气唇口和发动机的机匣等。还用于制造汽车的气缸盖、变速箱和活塞，仪器仪表的壳体和增压器泵体等零件。

现有的铝合金在铸造过程中原料熔融阶段没有对其进行较好的热处理，导致生产出来的铝合金强度不高，需要进行改进。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种高强度铝合金的铸造及其热处理工艺，以解决上述背景技术部分提出的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高强度铝合金的铸造及其热处理工艺，其特征在于步骤如下：

1)原料熔融：将铝合金原料投入到熔融炉中进行熔融处理，其中固体融化的温度为5000-6000℃，固体融化时间为10-14h，得到铝合金溶液，然后在1500-2000℃下对铝合金溶液进行保温处理，保温时间为6-10h；

2)压铸机调试：对压铸机的性能进行调试，以满足生产需求；

3)压铸模具安装：将压铸模具安装到压铸机上；

4)压铸模具预热：将压铸模具进行预热处理；

5)浇注压射：将步骤1)中制备的铝合金溶液浇入压室内，然后压射冲头前进，将合金液体压入型腔，通过压铸机快速的高压锻造使之成型；

6)开模：将压铸模具打开；

7)抽芯取件：将压铸模具中的成型压铸铝合金取出；

8)整修：对成型的压铸铝合金表面进行整修处理；

9)检验出厂：对步骤8)中整修后的压铸铝合金进行检验，合格的产品出厂。

所述的一种高强度铝合金的铸造及其热处理工艺，其特征在于所述步骤1)中在保温前的铝合金溶液中还添加钪和银。

所述的一种高强度铝合金的铸造及其热处理工艺，其特征在于所述步骤4)中压铸模具的预热温度为2500℃-3000℃。

所述的一种高强度铝合金的铸造及其热处理工艺，特征在于所述压铸模具的预热温度为2800℃。

所述的一种高强度铝合金的铸造及其热处理工艺，其特征在于所述步骤5)中压射冲头的压力为50-80兆帕。

所述的一种高强度铝合金的铸造及其热处理工艺，其特征在于所述压射冲头的压力为70兆帕。

所述的一种高强度铝合金的铸造及其热处理工艺，其特征在于所述步骤1)中固体融化的温度为5300℃。

所述的一种高强度铝合金的铸造及其热处理工艺，其特征在于所述步骤1)中固体融化时间为13h。

所述的一种高强度铝合金的铸造及其热处理工艺，其特征在于所述步骤1)中保温温度为1600℃。

所述的一种高强度铝合金的铸造及其热处理工艺，其特征在于所述步骤1)中保温时间为8h。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明在铝合金铸造的原料熔融阶段采用精确的热处理工艺，即合理的控制铝合金原料的融化温度、融化时间、融化后的保温温度以及保温时间，并且加入钪和银，最终制备的压铸铝合金相对于现有的压铸铝合金的强度大有提高，具有有益的市场价值。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

一种高强度铝合金的铸造及其热处理工艺，包括以下工艺步骤：

1)原料熔融：将铝合金原料投入到熔融炉中进行熔融处理，其中固体融化的温度为5000℃，固体融化时间为10h，得到铝合金溶液，在得到的铝合金溶液中添加钪和银，其中发现添加钪对于铝合金液体的沉淀有及时强化的作用，铝合金铸件的硬度会增大，在铝合金熔融液中加入适量的银，探究加入不同质量分数的银溶液的铝合金在热处理状态的沉淀析出以及硬度表现(结果见表1)，然后在1500℃下对铝合金溶液进行保温处理，保温时间为6h；

2)压铸机调试：对压铸机的性能进行调试，以满足生产需求；

3)压铸模具安装：将压铸模具安装到压铸机上；

4)压铸模具预热：将压铸模具进行预热处理，预热温度为2500℃；

5)浇注压射：将步骤1)中制备的铝合金溶液浇入压室内，然后压射冲头前进，压射冲头的压力为50兆帕，将合金液体压入型腔，通过压铸机快速的高压锻造使之成型；

6)开模：将压铸模具打开；

7)抽芯取件：将压铸模具中的成型压铸铝合金取出；

8)整修：对成型的压铸铝合金表面进行整修处理；

9)检验出厂：对步骤8)中整修后的压铸铝合金进行检验，合格的产品出厂。

实施例二

一种高强度铝合金的铸造及其热处理工艺，包括以下工艺步骤：

1)原料熔融：将铝合金原料投入到熔融炉中进行熔融处理，其中固体融化的温度为5300℃，固体融化时间为13h，得到铝合金溶液，在得到的铝合金溶液中添加钪和银，其中发现添加钪对于铝合金液体的沉淀有及时强化的作用，铝合金铸件的硬度会增大，在铝合金熔融液中加入适量的银，探究加入不同质量分数的银溶液的铝合金在热处理状态的沉淀析出以及硬度表现(结果见表1)，然后在1600℃下对铝合金溶液进行保温处理，保温时间为8h；

2)压铸机调试：对压铸机的性能进行调试，以满足生产需求；

3)压铸模具安装：将压铸模具安装到压铸机上；

4)压铸模具预热：将压铸模具进行预热处理，预热温度为2800℃；

5)浇注压射：将步骤1)中制备的铝合金溶液浇入压室内，然后压射冲头前进，压射冲头的压力为70兆帕，将合金液体压入型腔，通过压铸机快速的高压锻造使之成型；

6)开模：将压铸模具打开；

7)抽芯取件：将压铸模具中的成型压铸铝合金取出；

8)整修：对成型的压铸铝合金表面进行整修处理；

9)检验出厂：对步骤8)中整修后的压铸铝合金进行检验，合格的产品出厂。

实施例三

一种高强度铝合金的铸造及其热处理工艺，包括以下工艺步骤：

1)原料熔融：将铝合金原料投入到熔融炉中进行熔融处理，其中固体融化的温度为6000℃，固体融化时间为14h，得到铝合金溶液，在得到的铝合金溶液中添加钪和银，其中发现添加钪对于铝合金液体的沉淀有及时强化的作用，铝合金铸件的硬度会增大，在铝合金熔融液中加入适量的银，探究加入不同质量分数的银溶液的铝合金在热处理状态的沉淀析出以及硬度表现(结果见表1)，然后在2000℃下对铝合金溶液进行保温处理，保温时间为10h；

2)压铸机调试：对压铸机的性能进行调试，以满足生产需求；

3)压铸模具安装：将压铸模具安装到压铸机上；

4)压铸模具预热：将压铸模具进行预热处理，预热温度为3000℃；

5)浇注压射：将步骤1)中制备的铝合金溶液浇入压室内，然后压射冲头前进，压射冲头的压力为80兆帕，将合金液体压入型腔，通过压铸机快速的高压锻造使之成型；

6)开模：将压铸模具打开；

7)抽芯取件：将压铸模具中的成型压铸铝合金取出；

8)整修：对成型的压铸铝合金表面进行整修处理；

9)检验出厂：对步骤8)中整修后的压铸铝合金进行检验，合格的产品出厂。

表一

综合上述实施例1-3，通过研究结果发现热处理工艺中，固体融化温度5300℃、固体融化时间13h、保温温度1600℃、保温时间8h，并且加入钪和0.7％银时，铝合金在热处理状态下有大量的沉淀析出，使得铝合金铸件的硬度更大，因此实际生产中选用实施例二的工艺步骤制备的压铸铝合金强度最高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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