一种轻量化高硅铝合金压铸件及其制备方法与流程

1.本发明涉及高硅铝合金技术领域，具体为一种轻量化高硅铝合金压铸件及其制备方法。


背景技术：

2.高硅铝合金是由硅和铝组成的二元合金.是一种主要用于航天航空、空间技术和便携式电子器件的合金材料，高硅铝合金的应用范围十分广泛，尤其是在机械制造行业应用十分普遍，然而现有的国标高硅铝合金中的硅的含量大多在百分之十二以下，这种高硅铝合金的抗耐磨性能、抗拉伸和疲劳强度较低，降低了高硅铝合金压铸件的质量，同时提高硅的含量虽然能增加合金的强度，但是会伴随着初生硅析出，一般采用钠盐作为变质剂来抑制初生硅的析出，然而钠盐的功效持续时间短，腐蚀性强，会对加工设备造成一定程度的腐蚀，大大缩短了设备的使用寿命，并且高硅铝合金压铸件生产完成后淬火是必不可少的步骤，然而淬火虽然能增加合金的强度，但同时大大增加了合金的脆性，在一定程度上降低了铸件的强度。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种轻量化高硅铝合金压铸件及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种轻量化高硅铝合金压铸件，配方包括：si、mn、cu、ti、al、mg、zn和变质剂，各组分的重量份数分别是：18
‑
22份的si、0.1
‑
0.2份的mn、3
‑
5份的cu、0.05
‑
0.1份的ti、65
‑
70份的al、0.45
‑
0.6份的mg、0.05
‑
0.1份的zn和0.2
‑
0.4份的变质剂。
5.优选的，所述al为废弃回收的易拉罐和铝制品。
6.优选的，所述si为工业一级硅和工业二极硅。
7.优选的，所述变质剂为硼钛熔剂、sr813磷复合细化剂和sr814磷复合细化剂其中一种或者多种混合物。
8.一种轻量化高硅铝合金压铸件的制备方法，包括以下步骤，步骤一，原料称重；步骤二，熔炼混合；步骤三，精炼除杂；步骤四，模具预热；步骤五，浇注铸造；步骤六，保压成型；步骤七，铸件淬火；步骤八，保温处理；步骤九，表面处理；
9.其中在上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别进行称取18
‑
22份的si、0.1
‑
0.2份的mn、3
‑
5份的cu、0.05
‑
0.1份的ti、65
‑
70份的al、0.45
‑
0.6份的mg、0.05
‑
0.1份的zn和0.2
‑
0.4份的变质剂；
10.其中在上述步骤二中，取用熔炼炉，将步骤一中称取的si加入到熔炼炉中进行熔炼，随后将mn、cu、ti、al、mg和zn依次加入进行熔炼，制成熔融金属液备用；
11.其中在上述步骤三中，向步骤二中的熔融金属液中加入适量的除渣剂，对金属液进行出渣，随后利用扒渣机将金属液表面的废渣扒除，重复2
‑
3次，直至表面无大量废渣析
出为止，随后将除渣完成的金属液转注到中转包中，通入氩气并且加入精炼剂进行精炼，精炼完成后加入步骤一中称取的变质剂进行变质处理，完成后注入到压铸机中的保温炉中备用；
12.其中在上述步骤四中，将需要压铸的模具安装到压铸机上，随后利用电热棒对模具进行预热，预热完成后备用；
13.其中在上述步骤五中，将步骤三中保温的变质处理后的合金熔液注入到步骤四中预热后的铸造模具中，从而完成铸件的浇注；
14.其中在上述步骤六中，步骤五中注入的液态合金还未完全定型，保持模具的压力，直至铸件冷却定型后，将铸件取出备用；
15.其中在上述步骤七中，将步骤六中制成的铸件投入到加热炉中进行加热，加热完成后取出投入到淬火液中进行淬火，淬火完成后备用；
16.其中在上述步骤八中，将步骤七中淬火完成的铸件投入到保温箱中，随后在保温箱中的空气排出，通入氩气进行保护，随后对铸件进行加热保温，保温完成后取出在冷却到室温后备用；
17.其中在上述步骤九中，对步骤八中冷却后的铸件进行去毛刺、修边、打磨和除污清洗，从而完成轻量化高硅铝合金压铸件的制作。
18.优选的，所述步骤二中，熔炼温度为680
‑
700℃，熔炼时间为10
‑
20min。
19.优选的，所述步骤三中，精炼的温度为750
‑
765℃，精炼时间为10
‑
15min。
20.优选的，所述步骤三中，变质处理的温度为825
‑
835℃。
21.优选的，所述步骤四中，模具预热温度为150
‑
200℃。
22.优选的，所述步骤八中，保温箱的保温温度为650
‑
670℃，保温时间为1
‑
2h。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.1.本发明利用硼钛熔剂、sr813磷复合细化剂和sr814磷复合细化剂来代替钠盐作为变质剂来进行变质，有利于延长变质处理的有效时间，细化了晶体结构，提升了铸件的耐磨性能，同时避免了钠盐对生产设备的腐蚀，有利于延长设备的使用寿命；
25.2.本发明对淬火之后的铸件进行加热保温，有效的消除铸件的脆性，有利于增加铸件的强度，并且在加热保温的过程中利用氩气进行保护，避免了表面氧化的情况；
26.3.本发明的配方合理、工艺简单，大大增加了轻量化高硅铝合金压铸件的结构强度和耐磨性能，同时利用易拉罐和废弃铝制品作为原料来生产铸件，有利于降低生产成本，实现废物利用，有利于保护环境。
附图说明
27.图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.请参阅图1，本发明提供的一种技术方案：
30.实施例1：
31.一种轻量化高硅铝合金压铸件，配方包括：si、mn、cu、ti、al、mg、zn和变质剂，各组分的重量份数分别是：18份的si、0.1份的mn、3份的cu、0.05份的ti、65份的al、0.45份的mg、0.05份的zn和0.2份的变质剂，且al为废弃回收的易拉罐和铝制品，si为工业一级硅和工业二极硅的其中一种或者两种混合物，变质剂为硼钛熔剂、sr813磷复合细化剂和sr814磷复合细化剂其中一种或者多种混合物。
32.一种轻量化高硅铝合金压铸件的制备方法，包括以下步骤，步骤一，原料称重；步骤二，熔炼混合；步骤三，精炼除杂；步骤四，模具预热；步骤五，浇注铸造；步骤六，保压成型；步骤七，铸件淬火；步骤八，保温处理；步骤九，表面处理；
33.其中在上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别进行称取18份的si、0.1份的mn、3份的cu、0.05份的ti、65份的al、0.45份的mg、0.05份的zn和0.2份的变质剂；
34.其中在上述步骤二中，取用熔炼炉，将步骤一中称取的si加入到熔炼炉中进行熔炼，随后将mn、cu、ti、al、mg和zn依次加入进行熔炼，熔炼温度为700℃，熔炼时间为20min，制成熔融金属液备用；
35.其中在上述步骤三中，向步骤二中的熔融金属液中加入适量的除渣剂，对金属液进行出渣，随后利用扒渣机将金属液表面的废渣扒除，重复3次，直至表面无大量废渣析出为止，随后将除渣完成的金属液转注到中转包中，通入氩气并且加入精炼剂进行精炼，精炼的温度为750℃，精炼时间为15min，精炼完成后加入步骤一中称取的变质剂进行变质处理，变质处理的温度为830℃，变质处理完成后注入到压铸机中的保温炉中备用；
36.其中在上述步骤四中，将需要压铸的模具安装到压铸机上，随后利用电热棒对模具进行预热，模具预热温度为200℃，预热完成后备用；
37.其中在上述步骤五中，将步骤三中变质处理后的合金熔液注入到步骤四中预热后的铸造模具中，从而完成铸件的浇注；
38.其中在上述步骤六中，步骤五中注入的液态合金还未完全定型，保持模具的压力，直至铸件冷却定型后，将铸件取出备用；
39.其中在上述步骤七中，将步骤六中制成的铸件投入到加热炉中进行加热，加热完成后取出投入到淬火液中进行淬火，淬火完成后备用；
40.其中在上述步骤八中，将步骤七中淬火完成的铸件投入到保温箱中，随后在保温箱中的空气排出，通入氩气进行保护，随后对铸件进行加热保温，保温箱的保温温度为660℃，保温时间为2h，保温完成后取出在冷却到室温后备用；
41.其中在上述步骤九中，对步骤八中冷却后的铸件进行去毛刺、修边、打磨和除污清洗，从而完成轻量化高硅铝合金压铸件的制作。
42.实施例2：
43.一种轻量化高硅铝合金压铸件，配方包括：si、mn、cu、ti、al、mg、zn和变质剂，各组分的重量份数分别是：20份的si、0.15份的mn、4份的cu、0.08份的ti、68份的al、0.5份的mg、0.08份的zn和0.3份的变质剂，且al为废弃回收的易拉罐和铝制品，si为工业一级硅和工业二极硅的其中一种或者两种混合物，变质剂为硼钛熔剂、sr813磷复合细化剂和sr814磷复合细化剂其中一种或者多种混合物。
44.一种轻量化高硅铝合金压铸件的制备方法，包括以下步骤，步骤一，原料称重；步骤二，熔炼混合；步骤三，精炼除杂；步骤四，模具预热；步骤五，浇注铸造；步骤六，保压成型；步骤七，铸件淬火；步骤八，保温处理；步骤九，表面处理；
45.其中在上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别进行称取20份的si、0.15份的mn、4份的cu、0.08份的ti、68份的al、0.5份的mg、0.08份的zn和0.3份的变质剂；
46.其中在上述步骤二中，取用熔炼炉，将步骤一中称取的si加入到熔炼炉中进行熔炼，随后将mn、cu、ti、al、mg和zn依次加入进行熔炼，熔炼温度为700℃，熔炼时间为20min，制成熔融金属液备用；
47.其中在上述步骤三中，向步骤二中的熔融金属液中加入适量的除渣剂，对金属液进行出渣，随后利用扒渣机将金属液表面的废渣扒除，重复3次，直至表面无大量废渣析出为止，随后将除渣完成的金属液转注到中转包中，通入氩气并且加入精炼剂进行精炼，精炼的温度为760℃，精炼时间为15min，精炼完成后加入步骤一中称取的变质剂进行变质处理，变质处理的温度为830℃，变质处理完成后注入到压铸机中的保温炉中备用；
48.其中在上述步骤四中，将需要压铸的模具安装到压铸机上，随后利用电热棒对模具进行预热，模具预热温度为180℃，预热完成后备用；
49.其中在上述步骤五中，将步骤三中变质处理后的合金熔液注入到步骤四中预热后的铸造模具中，从而完成铸件的浇注；
50.其中在上述步骤六中，步骤五中注入的液态合金还未完全定型，保持模具的压力，直至铸件冷却定型后，将铸件取出备用；
51.其中在上述步骤七中，将步骤六中制成的铸件投入到加热炉中进行加热，加热完成后取出投入到淬火液中进行淬火，淬火完成后备用；
52.其中在上述步骤八中，将步骤七中淬火完成的铸件投入到保温箱中，随后在保温箱中的空气排出，通入氩气进行保护，随后对铸件进行加热保温，保温箱的保温温度为650℃，保温时间为2h，保温完成后取出在冷却到室温后备用；
53.其中在上述步骤九中，对步骤八中冷却后的铸件进行去毛刺、修边、打磨和除污清洗，从而完成轻量化高硅铝合金压铸件的制作。
54.实施例3：
55.一种轻量化高硅铝合金压铸件，配方包括：si、mn、cu、ti、al、mg、zn和变质剂，各组分的重量份数分别是：22份的si、0.2份的mn、5份的cu、0.1份的ti、70份的al、0.6份的mg、0.1份的zn和0.4份的变质剂，且al为废弃回收的易拉罐和铝制品，si为工业一级硅和工业二极硅的其中一种或者两种混合物，变质剂为硼钛熔剂、sr813磷复合细化剂和sr814磷复合细化剂其中一种或者多种混合物。
56.一种轻量化高硅铝合金压铸件的制备方法，包括以下步骤，步骤一，原料称重；步骤二，熔炼混合；步骤三，精炼除杂；步骤四，模具预热；步骤五，浇注铸造；步骤六，保压成型；步骤七，铸件淬火；步骤八，保温处理；步骤九，表面处理；
57.其中在上述步骤一中，按照各组分的重量份数分别进行称取22份的si、0.2份的mn、5份的cu、0.1份的ti、70份的al、0.6份的mg、0.1份的zn和0.4份的变质剂；
58.其中在上述步骤二中，取用熔炼炉，将步骤一中称取的si加入到熔炼炉中进行熔炼，随后将mn、cu、ti、al、mg和zn依次加入进行熔炼，熔炼温度为700℃，熔炼时间为20min，
制成熔融金属液备用；
59.其中在上述步骤三中，向步骤二中的熔融金属液中加入适量的除渣剂，对金属液进行出渣，随后利用扒渣机将金属液表面的废渣扒除，重复3次，直至表面无大量废渣析出为止，随后将除渣完成的金属液转注到中转包中，通入氩气并且加入精炼剂进行精炼，精炼的温度为760℃，精炼时间为15min，精炼完成后加入步骤一中称取的变质剂进行变质处理，变质处理的温度为830℃，变质处理完成后注入到压铸机中的保温炉中备用；
60.其中在上述步骤四中，将需要压铸的模具安装到压铸机上，随后利用电热棒对模具进行预热，模具预热温度为180℃，预热完成后备用；
61.其中在上述步骤五中，将步骤三中变质处理后的合金熔液注入到步骤四中预热后的铸造模具中，从而完成铸件的浇注；
62.其中在上述步骤六中，步骤五中注入的液态合金还未完全定型，保持模具的压力，直至铸件冷却定型后，将铸件取出备用；
63.其中在上述步骤七中，将步骤六中制成的铸件投入到加热炉中进行加热，加热完成后取出投入到淬火液中进行淬火，淬火完成后备用；
64.其中在上述步骤八中，将步骤七中淬火完成的铸件投入到保温箱中，随后在保温箱中的空气排出，通入氩气进行保护，随后对铸件进行加热保温，保温箱的保温温度为650℃，保温时间为2h，保温完成后取出在冷却到室温后备用；
65.其中在上述步骤九中，对步骤八中冷却后的铸件进行去毛刺、修边、打磨和除污清洗，从而完成轻量化高硅铝合金压铸件的制作。
66.各实施例性质对比如下表：
67.[0068][0069]
基于上述，本发明生产的高硅铝合金压铸件质量轻，并且抗拉伸强度和屈服强度具有大幅度的提升，有利于增加铸件的强度和质量，同时利用易拉罐和废弃铝制品作为原料来生产铸件，有利于实现废物利用，降低了生产成本，有利于环保，并且生产过程中利用硼钛熔剂、sr813磷复合细化剂和sr814磷复合细化剂来代替钠盐来进行变质处理，延长了变质处理的时限，同时避免了钠盐对设备的腐蚀的情况发生，有利于延长设备的使用寿命，铸件铸造完成后需要进行淬火处理，淬火完成的铸件在氩气的保护下进行加热保温处理，有利于降低铸件的脆性。
[0070]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。