CN103014464B - 改进型2014铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进型2014铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，其包括配料、熔炼、浇铸、热处理四个步骤。本发明改进型2014铝合金中添加了适量的稀土元素La、Y、Sc，能使合金裂纹的形成温度降低，从而提高合金的断裂应力值，降低合金的热裂倾向，提高合金的耐热性。本发明加工出来的铝合金冰箱发泡模铸件具有良好的机械性能、强度高，耐热性好、可使用性好，内部组织致密性好，不存在气孔和起皮缺陷，耐磨性好，抗腐蚀性能、抗氧化性好，膨胀系数小等优点。

Description

改进型2014铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺

技术领域

本发明涉及一种改进型2014铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，属于铝合金材料加工技术领域。

背景技术

 冰箱发泡模作为冰箱生产的制造的一个重要模具，其加工制造的好坏，将直接关系到整个产品的优劣，甚至会影响整个产品制造的成败。目前可作为冰箱发泡模的材料有金属和非金属两类，采用金属制做的发泡模无疑能运用于大批量及高速生产中，发泡模金属材料有铝、铜、低熔点合金、镍、铁、锌合金等。其中铝合金制做的发泡模应用最广泛，其具有导热性能好、容易调节模具温度，不易生锈和被腐蚀，容易维修、保管、造价低廉、制做时间段等优点。但是铝合金发泡模还存在着质软、强度低、内部组织致密性差等缺点，因此，急需研发一种高性能的铝合金冰箱发泡模。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高性能的改进型2014铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，提高铝合金冰箱发泡模的综合性能。

本发明采用的技术方案如下：

    改进型2014铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，其特征在于包括以下步骤：

    （1）配料

按照元素质量百分数满足如下要求：Si 0.5-1.2%、Fe≤0.7%、Cu 3.9-5.0%、Mn 0.4-1.2%、Mg 0.2-0.8%、Cr≤0.1%、Zn≤0.25%、Ti≤0.15%、La 0.05-0.10%，Y 0.04-0.06%、Sc 0.03-0.05%，其他杂质元素合计≤0.15%、其余为Al，进行配料；

    （2）熔炼

    将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在705-750℃，投料30-50min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在710-740℃条件下静置保持20-30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；

    （3）浇铸

铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在670-715℃，铸造速度控制35-45mm/min，冷却水流量控制在950-1050 l/min；

    （4）热处理

对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下：先升温至310-330℃下，保温2-3h，每小时70-90℃升温加热至540-560℃下保温6-8h，然后空气冷却，再每小时60-80℃升温加热至360-380℃，并保温度5-6h；再降温至160-180℃下保温3-4h，空冷至室温即可。

     所述的覆盖剂为40-50%的苏打和50-60%的硼砂组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得：氯化钾5-8、氟化钙3-5、硝酸钠3-5、石墨粉5-8、氟硅酸钠8-10、氯化铝5-8、海泡石8-10、树木灰 5-8、Na₂TiF₆ 8-10、NaF 5-8；

所述的精炼剂制备方法如下：

a、将上述重量份的海泡石用10-15%盐酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530℃下煅烧2-3小时，粉碎成纳米粉末；

b、将海泡石以外的各原料加热熔融后，澄清1-2小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒；

c、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。

本发明的有益效果：

本发明改进型2014铝合金中添加了适量的稀土元素La、Y、Sc，能使合金裂纹的形成温度降低，从而提高合金的断裂应力值，降低合金的热裂倾向，提高合金的耐热性。本发明加工出来的铝合金冰箱发泡模铸件具有良好的机械性能、强度高，耐热性好、可使用性好，内部组织致密性好，不存在气孔和起皮缺陷，耐磨性好，抗腐蚀性能、抗氧化性好，膨胀系数小等优点。

具体实施方式    

改进型2014铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，包括以下步骤：

    （1）配料

按照元素质量百分数满足如下要求：Si 0.5-1.2%、Fe≤0.7%、Cu 3.9-5.0%、Mn 0.4-1.2%、Mg 0.2-0.8%、Cr≤0.1%、Zn≤0.25%、Ti≤0.15%、La 0.05-0.10%，Y 0.04-0.06%、Sc 0.03-0.05%，其他杂质元素合计≤0.15%、其余为Al，进行配料；

    （2）熔炼

将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在730℃，投料45min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在730℃条件下静置保持30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；    

（3）浇铸

铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在690℃，铸造速度控制40mm/min，冷却水流量控制在980 l/min；

    （4）热处理

对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下：先升温至320℃下，保温3h，每小时80℃升温加热至550℃下保温7h，然后空气冷却，再每小时70℃升温加热至365℃，并保温度6h；再降温至175℃下保温3h，空冷至室温即可。   

其中，所述的覆盖剂为50%的苏打和50%的硼砂组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得：氯化钾6份、氟化钙4份、硝酸钠5份、石墨粉7份、氟硅酸钠9份、氯化铝8份、海泡石10份、树木灰 6份、Na₂TiF₆ 8份、NaF 6份；

所述的精炼剂制备方法如下：

a、将上述重量份的海泡石用15%盐酸浸泡3小时，去离子水洗涤，再用12%氢氧化钠溶液浸泡4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在510℃下煅烧3小时，粉碎成纳米粉末；

b、将海泡石以外的各原料加热熔融后，澄清2小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒；

c、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。

    经检验，产物化学成分为：Si 0.895%、Fe 0.566%、Cu 4.634%、Mn 0.728%、Mg 0.514%、Cr 0.067%、Zn 0.165%、Ti 0.114%、La 0.092%、Y 0.056%、Sc 0.044%，其他杂质元素合计0.116%、其余为Al；力学性能为：抗拉强度475Mpa，屈服强度362Mpa，伸长率14%，弹性模量 68Gpa。

Claims (1)

1.改进型2014铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，其特征在于包括以下步骤：

（1）配料

按照元素质量百分数满足如下要求：Si 0.5-1.2%、Fe≤0.7%、Cu 3.9-5.0%、Mn 0.4-1.2%、Mg 0.2-0.8%、Cr≤0.1%、Zn≤0.25%、Ti≤0.15%、La 0.05-0.10%，Y 0.04-0.06%、Sc 0.03-0.05%，其他杂质元素合计≤0.15%、其余为Al，进行配料；

（2）熔炼

将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在705-750℃，投料30-50min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在710-740℃条件下静置保持20-30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；

所述的覆盖剂为40-50%的苏打和50-60%的硼砂组成的混合物；

所述的精炼剂由下列重量份原料制得：氯化钾5-8、氟化钙3-5、硝酸钠3-5、石墨粉5-8、氟硅酸钠8-10、氯化铝5-8、海泡石8-10、树木灰 5-8、Na₂TiF₆ 8-10、NaF 5-8；

所述的精炼剂制备方法如下：

a、将上述重量份的海泡石用10-15%盐酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530℃下煅烧2-3小时，粉碎成纳米粉末；

b、将海泡石以外的各原料加热熔融后，澄清1-2小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒；

c、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂；

（3）浇铸

铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在670-715℃，铸造速度控制35-45mm/min，冷却水流量控制在950-1050 l/min；

（4）热处理

对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下：先升温至310-330℃下，保温2-3h，每小时70-90℃升温加热至540-560℃下保温6-8h，然后空气冷却，再每小时60-80℃升温加热至360-380℃，并保温度5-6h；再降温至160-180℃下保温3-4h，空冷至室温即可。