[發明專利]高強高韌鑄造鋁合金材料的成形與制備一體化技術

在審

• 申請號: 202011124923.X
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112126870A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 潘琦俊;胡柏麗;王超
• 申請（專利權）人: 蕪湖禾田汽車工業有限公司
• 主分類號: C22C47/12
• 分類號: C22C47/12;C22C49/06;B22D17/00
• 代理公司: 安徽華普專利代理事務所(普通合伙) 34151
• 代理人: 蔡慶新

本發明提供了高強高韌鑄造鋁合金材料的成形與制備一體化技術，包括以下步驟：準備鋁合金材料、熔融鋁合金材料、第一次液態模鍛、準備加強層材料、加強層壓鑄、第二次液態模鍛和材料成品處理；本發明通過液態模鍛的技術，嚴格控制液鍛比壓、加壓開始溫度、保壓時間、模具預熱溫度、液態金屬材料澆注溫度、模具潤滑等流程，并配合半固態成形技術，等待液態金屬材料固液共存時進行加壓，利用了金屬從液態向固態或固態向液態過渡時的特性，綜合了凝固加工和塑性加工的長處，變形抗力小，使金屬在壓力下結晶凝固并強制消除因凝固收縮形成的縮孔縮松，以獲得無鑄造缺陷的材料。

技術領域

本發明涉及鋁合金材料制備技術領域，尤其涉及高強高韌鑄造鋁合金材料的成形與制備一體化技術。

背景技術

鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用，工業經濟的飛速發展，對鋁合金焊接結構件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入；

其中，在汽車領域中，懸掛系統零件需要用到鋁合金材料，而懸掛系統零件熱節多，在制備過程中材料充型和補縮距離長，材料無法均質化，內部容易產生氣孔和縮孔，從而造成材料強度和韌性不足，因此，本發明提出高強高韌鑄造鋁合金材料的成形與制備一體化技術以解決現有技術中存在的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明提出高強高韌鑄造鋁合金材料的成形與制備一體化技術，該高強高韌鑄造鋁合金材料的成形與制備一體化技術嚴格控制液鍛比壓、加壓開始溫度、保壓時間、模具預熱溫度、液態金屬材料澆注溫度、模具潤滑等流程，并配合半固態成形技術，綜合了凝固加工和塑性加工的長處，使金屬在壓力下結晶凝固并強制消除因凝固收縮形成的縮孔縮松，以獲得無鑄造缺陷的材料。

為實現本發明的目的，本發明通過以下技術方案實現：高強高韌鑄造鋁合金材料的成形與制備一體化技術，包括以下步驟：

步驟一：準備鋁合金材料

按照質量比準備鋁合金基料的材料：90-100份鋁粉、5-10份稀土元素、15-20份錫粉、10-15份銅粉、2-5份釩粉、5-8份鎳粉、6-8份鎂粉、10-15份硅粉、5-7份鋅粉、3-5份鈦粉、1-3份錳粉、1-3份鋰粉、2-4份鍶粉、2-4份鈷粉和6-11份磁粉，先對鋁粉、錫粉、銅粉、釩粉、鎳粉、鎂粉、硅粉、鋅粉、鈦粉、錳粉、鋰粉、鍶粉、鈷粉進行過篩，除雜處理，然后進行低溫球磨粉碎，粉碎后進行混合攪拌，再加入稀土元素和磁粉，啟動超聲波發生器，進行超聲波分散，將內部各材料均質分散后，得到混合料；

步驟二：熔融鋁合金材料

將混合料投入熔煉爐中，將熔煉爐中溫度調至700-800℃，同時輔以攪拌，攪拌10-20min，待熔煉爐中材料全部熔融至液態時，停止攪拌，得到液態金屬材料，然后準備壓鑄機，先在壓鑄機的模具型腔內涂上潤滑劑，然后對壓鑄機的模具進行預熱，預熱溫度至280-380℃，預熱2-3min，預熱后，先將液態金屬材料降溫60-70℃，然后將液態金屬材料通過內澆口導入模具的型腔中；

步驟三：第一次液態模鍛

再次將液態金屬材料降溫60-70℃，等待液態金屬材料固液共存時啟動壓鑄機，對模具的型腔內進行施壓，液鍛比壓控制在80-120MPa,使得液態金屬材料填充模具型腔內底部，控制施壓時的溫度為550-600℃，然后在保壓30-45s，完成后，停止加溫和加壓，得到塑性變形后的鋁合金凝固金屬層；

步驟四：準備加強層材料