[發(fā)明專利]一種鎂合金的鑄造方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310692358.0
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103691911A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 王狂飛;許廣濤;歷長云;周志杰;張錦志;米國發(fā);劉寶忠;王有超
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: B22D21/04
• 分類號: B22D21/04;B22D18/04
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 馬東偉

技術領域

本發(fā)明涉及一種鑄造技術，尤其涉及一種鎂合金的鑄造方法及其裝置。?

背景技術

鎂合金密度低，具有高比強度/比剛度、尺寸穩(wěn)定、導熱導電性好、阻尼減振、電磁屏蔽等優(yōu)點。目前，作為重要的結構材料，被廣泛應用于航空、航天、汽車、電子通信等工業(yè)領域。國防領域中，由于目前對單兵作戰(zhàn)要求比較高，作為減重材料，鎂合金也占有一席之地。早在20世紀50年代，我國仿制的飛機和導彈的蒙皮、框架以及發(fā)動機機匣已采用鎂稀土合金。70年代后，隨著我國航空航天技術的迅速發(fā)展，鎂合金也在強擊機、直升機、導彈、衛(wèi)星等產品上逐步得到推廣和應用。目前，我國航空、航天、國防領域對減重的迫切需求為鎂合金新材料、新工藝的開發(fā)與應用提供了機遇與挑戰(zhàn)。?

當前，限制鎂合金材料在航空、航天、國防領域應用主要因素之一是鎂合金鑄件鑄造困難，其鑄造難點在于如何使復雜件能夠順利成形及保證在型腔中不燃燒，從而提高鑄件的尺寸精度及降低表面粗糙度。但鎂合金鑄件主要由壓鑄和砂鑄來制造,壓鑄是目前最普遍的鎂合金成形工藝，但壓鑄只能成形尺寸較小、結構簡單的鑄件；由于氣孔的存在，鑄件不能進行熱處理或焊接，也不能進行比較深的機加工；傳統(tǒng)的砂型鑄造能夠成形出尺寸較大、形狀復雜、壁厚較大的鎂合金鑄件，是目前大型復雜鎂合金鑄件廣泛采用的成形工藝。但由于砂型的熱導率較大，使得對于壁厚更小的鎂合金鑄件依靠砂型鑄造進行減重無法實現(xiàn)；此外，砂型鑄造鑄件的尺寸精度低、表面質量差，加工余量大，增加了后續(xù)處理的工作量。石膏型熔模鑄造，鑄造工藝簡單，?復制性好，能夠成形出外形內構極其復雜、壁厚很小的鑄件，如果石膏質量好，可鑄出精度高、表面質量好的鑄件。但依靠現(xiàn)有的澆注手段，由于目前石膏型的防氧化效果較差，即使采用真空澆注，也很難保證鎂合金熔液不與石膏發(fā)生反應甚至燃燒，阻礙了石膏型鑄造鎂合金的推廣。?

發(fā)明內容

（一）要解決的技術問題?

本發(fā)明所要解決的技術問題是：如何提供一種鎂合金的鑄造方法，以克服現(xiàn)有技術中鎂合金在澆注過程中易氧化易燃燒的技術問題；以及提供一種鎂合金的鑄造裝置。?

（二）技術方案?

為了解決上述技術問題，一方面，本發(fā)明提供了一種鎂合金的鑄造方法，該方法包括：在負壓條件下進行澆注。?

另一方面，本發(fā)明還提供了一種鎂合金的鑄造方法，該方法包括：?

步驟1、將熔煉除渣后、溫度為730℃～820℃的鎂合金熔液放入坩堝，所述坩堝內置于下罐，用密封蓋板密封所述下罐；?

步驟2、將預熱后的、溫度為200℃～400℃石膏鑄型放在所述密封蓋板上，并用上罐蓋上所述下罐；?

步驟3、用1-10%六氟化硫和90-99%氬氣的混合氣體、1～5Kpa的氣壓在所述密封蓋板和所述坩堝之間對所述下罐進行1～2分鐘打壓，使所述六氟化硫浮在所述鎂合金熔液上面，形成保護層；?

步驟4、通過位于所述上罐的上部的負壓真空管道對所述上罐抽真空，使所述上罐的負壓值達到規(guī)定負壓值k₁，然后將1-10%六氟化硫和90-99%氬氣的混合氣體從所述上罐的上部注入所述上罐，使所述上罐的負壓升到規(guī)定負壓值k₂；?

步驟5、用壓力為10～80KPa的氣壓從所述下罐的中下部對所述下?罐進行加壓，使所述鎂合金熔液通過內置于所述坩堝的升液管進入位于所述上罐內的型腔中，實現(xiàn)加壓澆注。?

優(yōu)選地，步驟3和步驟4中所述的混合氣體為10%六氟化硫和90%氬氣的混合氣體；或5%六氟化硫和95%氬氣的混合氣體。?

優(yōu)選地，步驟4中所述的規(guī)定負壓值k₁為-20～-50KPa,所述規(guī)定負壓值k₂為-10～-30KPa。?

優(yōu)選地，步驟5還包括調整工藝參數(shù)，所述工藝參數(shù)包括：?

升液速度為30～40mm/s、升液壓力為5～8KPa、充型速度為30～60mm/s、充型壓力為30～50KPa、結殼時間為2～5s、結殼增壓壓力為3～8KPa、結晶時間為150～350s、結晶增壓壓力為3～8KPa和阻力系數(shù)為1.2-1.5。?