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