本发明属于铝合金铸造
技术领域：
，具体涉及一种铝合金铸件表层合金化镁元素的方法。
背景技术：
：铝合金作为传统的轻金属材料，在航天、航空、汽车等行业具有广泛地应用，其中铸造铝合金铸件是其应用的典型代表之一，而随着装备由浅海向深海方向应用的扩大，对铸造铝合金铸件提出了更高的要求，特别是要求铸件具有较高的本征耐蚀性能以满足其持续的服役性能要求。目前，船舶上应用的铝合金铸件主要有两类。一是铝-硅系铸造铝合金，该系合金具有良好铸造工艺性能，但耐蚀性较差。二是铝-镁系铸造铝合金，该系合金具有优异的耐蚀性能，如文献cn108559893a公开的铝镁系铝合金铸锭及其制备工艺，对铝镁系铝合金铸锭的制备工艺的制备工具进行预热及保温处理；对原料进行熔炼处理，形成铝合金溶液；对铝合金溶液进行精炼处理；将经过精炼处理的铝合金溶液作静置处理；对经过静置处理的铝合金溶液进行在线除气及双极过滤处理；通过热顶水平铸造工序对经过在线除气及双极过滤处理的铝合金溶液进行浇铸以形成铝合金锭；对铝合金锭进行均匀化加热处理；对经过均匀化加热处理的铝合金锭进行自然冷却处理，得到铝镁系铝合金铸锭。但其铸造工艺性能相对较差，熔炼工艺复杂不易掌握，且长期使用时力学性能不稳定。因此，如何在不降低铸造工艺性能的前提下，增大铸件的耐蚀性能，是目前铝合金铸件在舰船及岛礁上应用所面临的急需解决的关键问题。技术实现要素：本发明目的在于提供一种铝合金铸件表层合金化镁元素的方法，用于解决现有铝-镁系铸造铝合金铸造方法不能兼顾铸造工艺性能和耐蚀性能的技术问题。本发明目的是采用如下技术方案实现的。一种铝合金铸件表层合金化镁元素的方法，其特征在于：它是将直径不大于0.7mm的铝合金丝网熔铸在铝合金铸件表层，所述铝合金丝网的网孔规格不大于5mm*5mm。为进一步提高铝-镁系铸造铝合金的铸造工艺性能，铝合金丝网的成分为al-20wt.％mg。为更进一步提高铝-镁系铸造铝合金的铸造工艺性能，熔铸充型前，铝合金丝网与铸型内腔壁面的距离控制为1mm～3mm。为更进一步提高铝-镁系铸造铝合金的铸造工艺性能和耐蚀性能，所述方法的步骤包括：步骤1，制备al-20wt.％mg丝材铸锭；步骤2，将所得丝材铸锭在500℃氛围下保温20h；步骤3，步骤2结束后，将丝材铸锭在400℃氛围下保温4h，然后将其挤压成直径为0.7mm的铝合金丝；步骤4，先将所得铝合金丝制成规格为5mm*5mm的铝合金丝网，并进行表面预处理除油除污，然后将铝合金丝网布局于铸型内腔，铝合金丝网通过导线外接低压电加热电源，再将整个铸型置于石棉橡胶板上后放置于真空罐内；步骤5，先对真空罐进行抽真空，真空度控制为-0.06mpa～-0.09mpa，然后开启低压电加热电源对铝合金丝网进行加热，加热温度控制为550℃；步骤6，待铝合金丝网温度稳定后，立即进行熔体充型；步骤7，当充型完成后，对真空罐内进行加压，压力控制为0.4mpa～0.6mpa，保压10min；步骤8，步骤7结束后，将整个铸型从真空罐内取出，再次开启低压电加热电源，加热温度控制为450℃～540℃，保温30min；步骤9，按照铸件基体合金要求进行后续热处理。有益效果：本发明提供的方法，不仅保持了原始基材的优异的铸造工艺性能，而且能够兼顾制备的铝-镁系铸造铝合金的耐蚀性；采用本发明提供的方法，不仅能够在浇注熔体时使镁合金丝材快速熔化，确保镁元素均匀分布在铸件表面，而且能够使镁元素充分扩散，充分融入基体中，增大合金元素的固溶度；本发明提供的方法实施过程简单，成本低，适用于大规模工业生产。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步说明，但以下实施例的说明只是用于帮助理解本发明的原理及其核心思想，并非对本发明保护范围的限定。应当指出，对于本
技术领域：
普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，针对方案进行的改进也落入本发明权利要求的保护范围内。实施例1铸件材料为zl114，铸件外形为回转体，其高度为238mm，铸件最大轮廓直径331mm，铸件有1/4的表面在使用时与空气接触，为防止防护涂层破损后快速腐蚀铸件本体，在其表层需进行镁合金化，以提高耐蚀性能。该铸件的制备方法如下：(1)、按常规方法制备出所需的al-20wt.％mg铸锭；(2)、将所得铸锭在500℃氛围中保温20h；(3)、步骤2结束后，将铸锭在400℃氛围下保温4h，然后将其挤压成直径为0.7mm的铝合金丝；(4)、先将所得铝合金丝制成规格为5mm*5mm的铝合金丝网，并进行表面预处理除油除污，然后将铝合金丝网布局于铸型内腔，铝合金丝网与铸型内腔留2mm间隙，铝合金丝网通过导线外接低压电加热电源，再将整个铸型置于石棉橡胶板上后放置于真空罐内，石棉橡胶板可绝缘隔热；(5)、先对真空罐进行抽真空，真空度控制为-0.06mpa～-0.09mpa，然后开启低压电加热电源对铝合金丝网进行加热，加热温度控制为550℃；(6)、待铝合金丝网温度稳定后，立即进行熔体充型；(7)、当充型完成后，对真空罐内进行加压，压力控制为0.4mpa～0.6mpa，保压10min；(8)、步骤7结束后，将整个铸型从真空罐内取出，再次开启低压电加热电源，加热温度控制为450℃，保温30min；(9)、按照铸件基体合金要求进行后续热处理，热处理参数为固溶535℃/12h，时效165℃/8h。对比实施例1铸件材料为zl114，铸件外形为回转体，其高度为238mm，铸件最大轮廓直径331mm。该铸件的制备方法如下：(1)、将整个铸型置于石棉橡胶板上后放置于真空罐内；(2)、先对真空罐进行抽真空，真空度控制为-0.06mpa～-0.09mpa，然后立即进行熔体充型；(3)、当充型完成后，对真空罐内进行加压，压力控制为0.4mpa～0.6mpa，保压10min；(4)、步骤3结束后，将整个铸型从真空罐内取出；(5)、按照铸件基体合金要求进行后续热处理，热处理参数为固溶535℃/12h，时效165℃/8h。实施例2铸件材料为zl114，铸件外形为正方体，其高度为339mm，边长为425mm，铸件有一面在使用时与空气接触，为防止防护涂层破损后快速的腐蚀铸件本体，在其表层需进行镁合金化，以提高耐蚀性能。该铸件的制备方法如下：(1)、按常规方法制备出所需的al-20wt.％mg铸锭；(2)、将所得铸锭在500℃氛围中保温20h；(3)、步骤2结束后，将铸锭在400℃氛围下保温4h，然后将其挤压成直径为0.6mm的铝合金丝；(4)、先将所得铝合金丝制成规格为4mm*4mm的铝合金丝网，并进行表面预处理除油除污，然后将铝合金丝网布局于铸型内腔，铝合金丝网与铸型内腔留2.5mm间隙，铝合金丝网通过导线外接低压电加热电源，再将整个铸型置于石棉橡胶板上后放置于真空罐内，石棉橡胶板可绝缘隔热；(5)、先对真空罐进行抽真空，真空度控制为-0.06mpa～-0.09mpa，然后开启低压电加热电源对铝合金丝网进行加热，加热温度控制为550℃；(6)、待铝合金丝网温度稳定后，立即进行熔体充型；(7)、当充型完成后，对真空罐内进行加压，压力控制为0.4mpa～0.6mpa，保压10min；(8)、步骤7结束后，将整个铸型从真空罐内取出，再次开启低压电加热电源，加热温度控制为480℃，保温30min；(9)、按照铸件基体合金要求进行后续热处理，热处理参数为固溶535℃/12h，时效165℃/8h。对比实施例2铸件材料为zl114，铸件外形为正方体，其高度为339mm，边长为425mm。该铸件的制备方法如下：(1)、将整个铸型置于石棉橡胶板上后放置于真空罐内；(2)、先对真空罐进行抽真空，真空度控制为-0.06mpa～-0.09mpa，然后立即进行熔体充型；(3)、当充型完成后，对真空罐内进行加压，压力控制为0.4mpa～0.6mpa，保压10min；(4)、步骤3结束后，将整个铸型从真空罐内取出；(5)、按照铸件基体合金要求进行后续热处理，热处理参数为固溶535℃/12h，时效165℃/8h。性能检测：根据(gb/t10125-2012和gb/t228.1-2010)标准对前述实施例和对比实施例中制得的铸件进行耐蚀和力学性能检测，结果见表1。耐蚀性抗拉强度实施例10.0278g/m2·h342mpa对比实施例10.0419g/m2·h328mpa实施例20.0293g/m2·h345mpa对比实施例20.0438g/m2·h331mpa当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种铝合金铸件表层合金化镁元素的方法，其特征在于：它是将直径不大于0.7mm的铝合金丝网熔铸在铝合金铸件表层，所述铝合金丝网的网孔规格不大于5mm*5mm。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：铝合金丝网的成分为al-20wt.%mg。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：熔铸充型前，铝合金丝网与铸型内腔壁面的距离控制为1mm～3mm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤包括：
步骤1，制备al-20wt.%mg丝材铸锭；
步骤2，将所得丝材铸锭在500℃氛围下保温20h；
步骤3，步骤2结束后，将丝材铸锭在400℃氛围下保温4h，然后将其挤压成直径为0.7mm的铝合金丝；
步骤4，先将所得铝合金丝制成规格为5mm*5mm的铝合金丝网，并进行表面预处理除油除污，然后将铝合金丝网布局于铸型内腔，铝合金丝网通过导线外接低压电加热电源，再将整个铸型置于石棉橡胶板上后放置于真空罐内；
步骤5，先对真空罐进行抽真空，真空度控制为-0.06mpa~-0.09mpa，然后开启低压电加热电源对铝合金丝网进行加热，加热温度控制为550℃；
步骤6，待铝合金丝网温度稳定后，立即进行熔体充型；
步骤7，当充型完成后，对真空罐内进行加压，压力控制为0.4mpa~0.6mpa，保压10min；
步骤8，步骤7结束后，将整个铸型从真空罐内取出，再次开启低压电加热电源，加热温度控制为450℃~540℃，保温30min；
步骤9，按照铸件基体合金要求进行后续热处理。
技术总结本发明提供了一种铝合金铸件表层合金化镁元素的方法，它是将直径不大于0.7mm的铝合金丝网熔铸在铝合金铸件表层，所述铝合金丝网的网孔规格不大于5mm*5mm。本发明提供的方法，不仅保持了铸件原始基材的优异的铸造工艺性能，而且能够兼顾制备的铝‑镁系铸造铝合金的耐蚀性。
技术研发人员：夏祥生;黄树海;万元元;肖寒;彭菲菲;陈强
受保护的技术使用者：中国兵器工业第五九研究所
技术研发日：2021.04.26
技术公布日：2021.08.03
