CN107243602A - 熔模铸造铝合金熔炼浇注方法 - Google Patents

熔模铸造铝合金熔炼浇注方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种熔模铸造铝合金熔炼浇注方法，该方法包括如下步骤：1)合金熔炼：在温度为680‑700℃的条件下熔融纯铝、铝‑硅中间合金、纯铜和纯锰，再加入覆盖剂，熔融完全后加入纯镁升温至700‑720℃，再分次加入精炼除气剂，精炼3‑10分钟，得到铝合金液；2)型壳焙烧：将待浇注的陶瓷型壳在温度为1050‑1100℃的条件下焙烧30～40分钟，再冷却至800‑1000℃备用；3)浇注成型：将步骤1)所得的铝合金液降温至620‑670℃后浇入步骤2)处理后的陶瓷型壳内，得到预铸件；4)冷却脱模：将步骤3)所得的预铸件冷却至室温后脱除陶瓷型壳，即得成品铝合金铸件。本发明采用较低的熔炼温度后，有效的降低铝合金的熔炼温度，降低了夹渣和气孔缺陷，提高了铝合金熔模铸件的合格率。

Description

熔模铸造铝合金熔炼浇注方法
技术领域
本发明涉及铝合金浇注的技术领域，具体地指一种熔模铸造铝合金熔炼浇注方法。
背景技术
现有的熔模铸造铝合金熔炼工艺中，为保证合金液浇注后能够顺利充满铸型，将铝合金在550-600℃的温度条件下熔融后，继续加热温度至730-760℃，进行除气、变质等精炼处理。然后将过热的铝合金液降温到700-730℃浇注。铝合金熔模铸造所用的陶瓷铸型经1050～1200℃高温焙烧后，降温至300～350℃浇注合金液。然而，由于熔炼温度很高，合金液在此过程中会大量氧化形成氧化渣，并大量吸气，在制品中因氧化和吸气形成夹杂和针孔的缺陷。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，而提供一种有效减少合金的氧化和吸气、提高铸件的成品率的熔模铸造铝合金熔炼浇注方法。
为实现上述目的，本发明所提供的一种熔模铸造铝合金熔炼浇注方法，包括如下步骤：
1)合金熔炼
在温度为680-700℃的条件下熔融纯铝、铝-硅中间合金、纯铜和纯锰，再加入覆盖剂，熔融完全后加入纯镁升温至700-720℃，再分次加入精炼除气剂，精炼3-10分钟，得到铝合金液；
2)型壳焙烧
将待浇注的陶瓷型壳在温度为1050-1100℃的条件下焙烧30～40分钟，再冷却至800-1000℃备用；
3)浇注成型
将步骤1)所得的铝合金液降温至620-670℃后浇入步骤2)处理后的陶瓷型壳内，得到预铸件；
4)冷却脱模
将步骤3)所得的预铸件冷却至室温后脱除陶瓷型壳，即得成品铝合金铸件。
进一步地，所述纯铝、铝-硅中间合金、纯铜、纯锰的质量比为100:0.4-5:0.1-0.5:0.05-1。
进一步地，所述纯镁与纯铝的质量比为0.2-5:100。
进一步地，所述覆盖剂与纯铝的质量比为1-2:100。
进一步地，所述覆盖剂为氯化钾和氯化钠的混合物，氯化钾与氯化钠的质量比为1:1。
进一步地，所述精炼除气剂与纯铝的质量比为0.5-0.7:100。
进一步地，所述精炼除气剂为六氯乙烷与氟硅酸钠的混合物，六氯乙烷与氟硅酸钠的质量比为1:1。
进一步地，在所述步骤1)中，精炼除气剂分为3～5次加入，每次加入的时间间隔为1～2分钟。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
其一，本发明采用较低的熔炼温度后，有效的降低铝合金的熔炼温度，减少在熔炼过程中，有效的减少了合金的氧化和吸气，降低了因为夹渣和气孔引起的铸件报废，提高了铝合金熔模铸件的合格率。
其二，本发明采用较高的型壳温度浇铸，可以在用较低温度铝合金液浇铸的情况下，通过铸型对合金液的瞬时加热保证薄壁铸件的顺利成型，得到表面质量较高的铸件，提高铸件成品的质量。
其三，本发明可以明显减少铸件的夹杂和气孔的缺陷，提高铸件的力学性能，经实际样品的测试，铸件的拉伸强度有5-8％的提升。
附图说明
图1为实施例1制备的成品铝合金铸件的示意图；
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
本发明熔模铸造铝合金熔炼浇注方法，包括如下步骤：
1)合金熔炼
在炉内温度为700℃的条件下，向炉内加入纯铝、铝-硅中间合金、纯铜、纯锰，其中纯铝、铝-硅中间合金、纯铜、纯锰的质量比为100:5:0.5:1，原料加热阶段尽量提高加热功率，加快合金熔炼速度，原料开始溶解后，加入覆盖剂(覆盖剂为氯化钾和氯化钠的混合物，氯化钾与氯化钠的质量比为1:1)，覆盖剂加入量为纯铝质量的2％，使合金液面始终处于保护状态；原料全部熔化后用钟罩向其中加入纯镁，纯镁加入量为纯铝质量的5％，钟罩口朝下迅速压入炉底，此时操作应非常谨慎，防止铝液飞溅，再升温至720℃，再加入精炼除气剂(精炼除气剂为六氯乙烷与氟硅酸钠的混合物，六氯乙烷与氟硅酸钠的质量比为1:1)精炼10分钟，精炼除气剂加入量为纯铝质量的0.5％，在精炼的过程中，用钟罩将精炼除气剂分三次压入熔体液面下，接近坩埚底部，缓慢均匀做顺时针转动，速度要缓、动作要平稳，避免金属液大幅度搅动，仔细观察气体上浮；
2)型壳焙烧
将待浇注的陶瓷型壳在温度为1100℃的条件下焙烧40分钟，确保型壳烧结良好，再冷却至1000℃备用；
3)浇注成型
将步骤1)所得的铝合金液降温至670℃后浇入步骤2)处理后的陶瓷型壳内，得到预铸件；
4)冷却脱模
将步骤3)所得的预铸件冷却至室温后脱除陶瓷型壳，即得成品铝合金铸件。
实施例2：
本发明熔模铸造铝合金熔炼浇注方法，包括如下步骤：
1)合金熔炼
在炉内温度为680℃的条件下，向炉内加入纯铝、铝-硅中间合金、纯铜、纯锰，其中纯铝、铝-硅中间合金、纯铜、纯锰的质量比为100:0.4:0.1:0.05，原料加热阶段尽量提高加热功率，加快合金熔炼速度，原料开始溶解后，加入覆盖剂(覆盖剂为氯化钾和氯化钠的混合物，氯化钾与氯化钠的质量比为1:1)，覆盖剂加入量为纯铝质量的1％，使合金液面始终处于保护状态；原料全部熔化后用钟罩向其中加入纯镁，纯镁加入量为纯铝质量的0.2％，钟罩口朝下迅速压入炉底，此时操作应非常谨慎，防止铝液飞溅，再升温至700℃，再加入精炼除气剂(精炼除气剂为六氯乙烷与氟硅酸钠的混合物，六氯乙烷与氟硅酸钠的质量比为1:1)精炼3分钟，精炼除气剂加入量为纯铝质量的0.7％，在精炼的过程中，用钟罩将精炼除气剂分三次压入熔体液面下，接近坩埚底部，缓慢均匀做顺时针转动，速度要缓、动作要平稳，避免金属液大幅度搅动，仔细观察气体上浮；
2)型壳焙烧
将待浇注的陶瓷型壳在温度为1050℃的条件下焙烧30分钟，确保型壳烧结良好，再冷却至800℃备用；
3)浇注成型
将步骤1)所得的铝合金液降温至620℃后浇入步骤2)处理后的陶瓷型壳内，得到预铸件；
4)冷却脱模
将步骤3)所得的预铸件冷却至室温后脱除陶瓷型壳，即得成品铝合金铸件。
实施例3：
本发明熔模铸造铝合金熔炼浇注方法，包括如下步骤：
1)合金熔炼
在炉内温度为690℃的条件下，向炉内加入纯铝、铝-硅中间合金、纯铜、纯锰，其中纯铝、铝-硅中间合金、纯铜、纯锰的质量比为100:2:0.4:0.08，原料加热阶段尽量提高加热功率，加快合金熔炼速度，原料开始溶解后，加入覆盖剂(覆盖剂为氯化钾和氯化钠的混合物，氯化钾与氯化钠的质量比为1:1)，覆盖剂加入量为纯铝质量的1.5％，使合金液面始终处于保护状态；原料全部熔化后用钟罩向其中加入纯镁，纯镁加入量为纯铝质量的2.5％，钟罩口朝下迅速压入炉底，此时操作应非常谨慎，防止铝液飞溅，再升温至710℃，再加入精炼除气剂(精炼除气剂为六氯乙烷与氟硅酸钠的混合物，六氯乙烷与氟硅酸钠的质量比为1:1)精炼3-10分钟，精炼除气剂加入量为纯铝质量的0.6％，在精炼的过程中，用钟罩将精炼除气剂分五次压入熔体液面下，接近坩埚底部，缓慢均匀做顺时针转动，速度要缓、动作要平稳，避免金属液大幅度搅动，仔细观察气体上浮；
2)型壳焙烧
将待浇注的陶瓷型壳在温度为1080℃的条件下焙烧30～40分钟，确保型壳烧结良好，再冷却至900℃备用；
3)浇注成型
将步骤1)所得的铝合金液降温至650℃后浇入步骤2)处理后的陶瓷型壳内，得到预铸件；
4)冷却脱模
将步骤3)所得的预铸件冷却至室温后脱除陶瓷型壳，即得成品铝合金铸件。
效果例：
将实施例1-3制备的铝合金铸件与常规的铝合金铸件作为对比例在相同条件下进行相关性能测试，结果如表1：
表1
从表1中可以看出，本发明制备的铝合金铸件再抗拉强度远远高于常规的铝合金铸件，而且外观均匀一致，无气孔。
从图1可见，采用改进后的浇注工艺，产品的夹渣及气孔缺陷有了明显的改善，大大提高了制品的质量和合格率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种熔模铸造铝合金熔炼浇注方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)合金熔炼
在温度为680-700℃的条件下熔融纯铝、铝-硅中间合金、纯铜和纯锰，再加入覆盖剂，熔融完全后加入纯镁升温至700-720℃，再分次加入精炼除气剂，精炼3-10分钟，得到铝合金液；
2)型壳焙烧
将待浇注的陶瓷型壳在温度为1050-1100℃的条件下焙烧30～40分钟，再冷却至800-1000℃备用；
3)浇注成型
将步骤1)所得的铝合金液降温至620-670℃后浇入步骤2)处理后的陶瓷型壳内，得到预铸件；
4)冷却脱模
将步骤3)所得的预铸件冷却至室温后脱除陶瓷型壳，即得成品铝合金铸件。
2.根据权利要求1所述的熔模铸造铝合金熔炼浇注方法，其特征在于，所述纯铝、铝-硅中间合金、纯铜、纯锰的质量比为100:0.4-5:0.1-0.5:0.05-1。
3.根据权利要求1所述的熔模铸造铝合金熔炼浇注方法，其特征在于，所述纯镁与纯铝的质量比为0.2-5:100。
4.根据权利要求1所述的熔模铸造铝合金熔炼浇注方法，其特征在于，所述覆盖剂与纯铝的质量比为1-2:100。
5.根据权利要求1或4所述的熔模铸造铝合金熔炼浇注方法，其特征在于，所述覆盖剂为氯化钾和氯化钠的混合物，氯化钾与氯化钠的质量比为1:1。
6.根据权利要求1所述的熔模铸造铝合金熔炼浇注方法，其特征在于，所述精炼除气剂与纯铝的质量比为0.5-0.7:100。
7.根据权利要求1或6所述的熔模铸造铝合金熔炼浇注方法，其特征在于，所述精炼除气剂为六氯乙烷与氟硅酸钠的混合物，六氯乙烷与氟硅酸钠的质量比为1:1。
8.根据权利要求1所述的熔模铸造铝合金熔炼浇注方法，其特征在于，在所述步骤1)中，精炼除气剂分为3～5次加入，每次加入的时间间隔为1～2分钟。
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