[發明專利]一種動車組高延伸率高強度合金鋁端蓋及其鑄造方法

無效

• 申請號: 200810032177.4
• 申請日: 2008-08-28
• 公開（公告）號: CN101358312A
• 公開（公告）日: 2009-02-04
• 發明（設計）人: 龍永文
• 申請（專利權）人: 鐵道部運輸局;株洲南車電機股份有限公司
• 主分類號: C22C21/08
• 分類號: C22C21/08;B22D21/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 鄧建輝

技術領域

本發明涉及一種動車組高延伸率高強度合金鋁端蓋，本發明還涉及該動車組高延伸率高強度合金鋁端蓋的鑄造方法。

技術背景

目前在我國研制的時速達300公里的動車組牽引電機上的非傳動端蓋及中間端蓋，其工況為：工作溫度150℃以下，需承受一定的動載荷，需具備抗擊路邊飛石打擊能力，要求其具有較好的高溫力學性能和延伸率，能承受較大的載荷。鋁鎂類鑄造鋁合金是一種具備優良抗腐蝕性能、切削加工性能及焊接性能的金屬材料，因而被廣泛應用于航天、航空、海洋艦船、食品機械等領域。目前我國及國外生產的鋁鎂類鑄造鋁合金分為兩類，一類是含鎂量在8～11％的鋁鎂合金，另一類是含鎂量在2～5％的鋁鎂合金。前一類可通過熱處理進行強化處理，可獲得較高的綜合機械性能，其機械性能可達到σb≥280(MPa)，δ5≥8％，但該類合金的鑄造性能很差，熔煉工藝亦比較復雜，因而其生產難度大，成本比較高。后一類合金不能通過熱處理進行強化處理，因而其機械性能不高，為σb≥150(MPa)，δ5≥1％，但鑄造性能比前一類要好，生產成本較低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種具有較好的高溫力學性能和延伸率，能承受較大的載荷的動車組高延伸率高強度合金鋁端蓋。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供該動車組高延伸率高強度合金鋁端蓋的鑄造方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供的動車組高延伸率高強度合金鋁端蓋，其材質由下列組份按質量百分比組成：Mg：3.5～4.5％，Cu：0.2～0.4％，Ti：0.1～0.2％，Zn≤0.1％，Fe≤0.21％，Mn≤0.6％，Ni≤0.1％，Pb≤0.1％，Si≤0.15％，Al余量。

本發明提供的動車組高延伸率高強度合金鋁端蓋的鑄造方法，鑄造過程所需原料：高純鋁錠，鋁銅中間合金，鎂錠，鋁鈦中間合金等；

熔煉過程：使用專用坩鍋，在油爐或電阻坩鍋爐上進行熔煉。

熔煉開始時，先在500～600℃的紅熱坩鍋內加入占爐料重量5～6％的覆蓋熔劑(熔化后，能在鋁液表面形成5～10mm的覆蓋層)；覆蓋劑熔化后，加熱至600～650℃，然后加入經預熱的回爐料及純鋁錠，全部熔化后，把合金液升溫至660～680℃，此時可加入經預熱的鈦中間合金、小心攪拌，盡量不要破壞覆蓋層的完整性；如有合金液露出液面，則應在裸露處撒以覆蓋劑，中間合金全部熔化后，在680～720℃用鐘罩將經預熱的純鎂錠壓入熔池深處，熔化后小心攪拌；在690～720℃用鐘罩加入0.2～0.3的六氯乙烷進行除氣處理；扒渣，調溫，澆注成型，澆注溫度為700～750℃；熱處理：固溶過程：530℃×4小時，水淬，水的溫度40～60℃，時效過程：200℃×4小時，空冷。

成形方法：可用于砂型鑄造，砂型可以采用潮型砂、樹脂砂或水玻璃砂，亦可使用金屬型鑄造或低壓鑄造的方法成形。

其流動性、抗氧化性、抗熱裂性等鑄造性能優于或相當于目前所使用的各類鋁鎂鑄造合金，但低于鋁硅類鑄造合金。

本發明提供的動車組高延伸率高強度合金鋁端蓋，其材質是鋁鎂合金，它的高溫力學性能，延伸率比較突出，優于目前所使用的各類鋁鎂合金?？蛇m合制作工作溫度低于200℃，處于海水、化工、燃氣、潮濕空氣等介質中，有較大載荷的各種零件。其力學性能(見下表)：

注：F＿表示不進行熱處理，

T6＿表示進行同溶處理及時效處理，可稍許提高合金的屈服強度，并增加鑄件的抗變形能力。

本發明是一種具有較好的高溫力學性能和延伸率，能承受較大的載荷的動車組高延伸率高強度合金鋁端蓋，其鑄造方法成本低廉，便于控制。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步說明。

一種非傳動端蓋及中間端蓋的鑄造方法。

這兩種零件安裝在我國新研制的時速達300公里動車組牽引電機上，零件重量分別為21公斤和18公斤，輪廓尺寸分別為570×540×160mm和550×540×200mm，主要壁厚為18mm。其工況為：工作溫度150以下，需承受一定的動載荷，需具備抗擊路邊飛石打擊能力。

原材料配比：(按100公斤料計算)

鋁銅中間合金(50％Cu)：0.55±0.05公斤

鎂錠(Mg-2以上)：??????5±0.05公斤

鋁錠(99.85％Al)：?????88公斤

鋁鈦中間合金(4％Ti)：?1.5公斤

覆蓋劑：MgCl2，KCl????各3公斤

熔煉過程：