[發明專利]一種復雜鎂合金結構件的制造方法

在審

• 申請號: 201711141341.0
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107838402A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 孟健;邱鑫;楊強;孫偉;田政;牛曉東;張德平;劉孝娟;武曉杰;管凱;李柏順
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: B22D18/06
• 分類號: B22D18/06;B22D21/04;B22C7/02;B33Y10/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明涉及材料加工領域，尤其涉及一種復雜鎂合金結構件的制造方法。

背景技術

鎂及鎂合金是目前可實際應用的金屬材料中密度最小的，具有高比強度、高比剛度的優點，因而在航空、汽車、電子產品領域具有廣闊的應用前景，并且已經得到應用。由于鑄造方法生產鎂合金相比于變形方法具有工藝流程短，成品率高等特點，目前大部分鎂合金產品是以鑄造方法生產的。

現在成熟的鎂合金鑄造方式主要是金屬型鑄造和砂型鑄造。金屬型鑄造優點是金屬型可以反復多次使用，生產效率高，尺寸精度好，表面質量優良；缺點是模具費用高，開模周期長，且因模具材料尺寸和加工設備的原因限制了金屬型的尺寸，所以在小批量或大尺寸鑄件生產時一般不使用金屬型。砂型的優點是適用性強，單件、小批量、大批量均可使用；但缺點是鑄件尺寸精度低，表面質量差。因此，提供一種生產周期短，生產效率高，尺寸精度好，表面質量高，且單價便宜，適合于復雜結構鎂合金部件的試制及小批量生產的方法是目前需要解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種復雜鎂合金結構件的制造方法，本發明提供的鎂合金結構件的制備方法無需制作金屬磨具，且相對于砂型模具鑄件表面質量光滑，可用于復雜結構的鎂合金部件的制備。

本發明提供了一種復雜鎂合金結構件的制造方法，包括：

1)采用激光快速成型機對UG軟件制得的圖進行打印成型，得到樹脂模型，

所述樹脂模型包括工件、澆注系統、澆口和冒口；

2)在步驟1)得到的樹脂模型的表面刷涂鋯溶膠，然后撒上剛玉砂，固化得到固化白玉砂的模型；

3)將固化白玉砂的模型放入砂箱，澆灌石膏漿料，得到石膏模型；

4)將稀土鎂合金通過真空差壓鑄造機在石膏模型中澆鑄成型，得到復雜鎂合金結構件。

優選的，所述打印成型的工藝參數為：分層厚度：0.08～0.35mm；掃描速度：7000～9000mm/s；成型速度：90-130cm³/h；成型材料：樹脂砂。

優選的，所述剛玉砂的目數為60～150目。

優選的，所述步驟2)固化的溫度為35～65℃。

優選的，所述石膏漿料由以下組分組成：α石膏25～35重量份，鋁礬土粉20-30重量份，鋁礬土砂10-23重量份，石英粉10-20重量份，硫酸鎂5-15重量份，輔料1.5～3重量份及余量水。

優選的，所述步驟3)中澆灌石膏漿料后還包括將硬化的石膏型移入烘干爐烘干、脫蠟和焙燒，然后得到石膏模型。

優選的，所述焙燒的溫度為500～700℃。

優選的，所述稀土鎂合金，以重量份數計，由以下組分組成：

Al：8.5-9.5重量份，Zn：0.4-0.8重量份，RE：0.3-0.8重量份，Mn：0.1-0.3重量份，余量為Mg。

優選的，所述RE為含有75～85wt％的Y的混合稀土。

優選的，所述步驟4)澆鑄成型的工藝參數為：升液充型速率20-100mm/s，同步工作壓力：0.6～1.0MPa，工作壓差0.15～0.4MPa，壓差控制誤差：±0.001MPa，保壓時間20～40min。

與現有技術相比，本發明提供了一種復雜鎂合金結構件的制造方法，包括：首先采用激光快速成型機對UG軟件制得的圖進行打印成型，得到樹脂模型，所述樹脂模型包括工件、澆注系統、澆口和冒口；然后將得到的樹脂模型的表面刷涂鋯溶膠，然后撒上剛玉砂，固化得到固化白玉砂的模型；然后將固化白玉砂的模型放入砂箱，澆灌石膏漿料，得到石膏模型；最后將稀土鎂合金通過真空差壓鑄造機在石膏模型中澆鑄成型，得到復雜鎂合金結構件；與現有制造工藝相比，本發明工藝流程短，無需制作金屬型模具；相比于砂型鑄造，鑄件表面質量光滑，尺寸精度好；采用3D打印技術制造蠟模，可做到近終成形；采用差壓鑄造工藝制備稀土鎂合金鑄件，性能較好，特別適合于復雜結構的鎂合金部件的試制及小批量生產；而且通過實驗結果檢測表明，本發明得到的鎂合金鑄件抗拉強度、屈服強度和延伸率分別可高達273MPa、162MPa和7％。

附圖說明

圖1為實施例1得到的結構件的金相組織；

圖2為實施例2得到的結構件的金相組織；

圖3為實施例3得到的結構件的金相組織；

圖4為實施例1得到的復雜鎂合金結構件。

具體實施方式