[發(fā)明專利]一種鋁鋼固液雙金屬復(fù)合鑄造的方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202111065152.6 | 申請日： | 2021-09-11 |
| 公開（公告）號： | CN113789454A | 公開（公告）日： | 2021-12-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張國偉;王趙杰;王聰;劉毅軍;萬安;任曉燕 | 申請（專利權(quán)）人： | 中北大學(xué) |
| 主分類號： | C22C1/03 | 分類號： | C22C1/03;B22D19/16;B22C9/02;B22D27/08;C22C21/00 |
| 代理公司： | 太原高欣科創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 14109 | 代理人： | 崔雪花;冷錦超 |
| 地址： | 030051 山*** | 國省代碼： | 山西;14 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 鋁鋼固液 雙金屬 復(fù)合 鑄造 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種鋁鋼固液雙金屬復(fù)合鑄造的方法，屬于雙金屬鑄造技術(shù)領(lǐng)域；步驟為：在鋁合金熔體加入Al?5Ti?0.5C中間合金并攪拌除氣；之后將熔體升溫到708℃?710℃；將預(yù)熱好的鋼基體放入砂型中，將超聲裝置的振動子進(jìn)行預(yù)熱后移到砂型中，開始澆注鋁合金熔體；澆注完成后，開啟超聲振動；超聲振動的頻率為10KHz?20KHz，功率為1?3KW；超聲振動的時間為10?40s；本發(fā)明方法有助于界面反應(yīng)，并形成冶金結(jié)合，有效增加鋁鋼固液界面處的結(jié)合強(qiáng)度。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于雙金屬鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋁鋼固液雙金屬復(fù)合鑄造的方法。
背景技術(shù)
因?yàn)殇X鋼雙金屬復(fù)合材料既有鋼材優(yōu)良的力學(xué)性能還有鋁材耐腐蝕，導(dǎo)熱好，密度低等優(yōu)點(diǎn)，在航空、汽車等領(lǐng)域逐漸變得越來越重要，應(yīng)用越來越廣泛。目前鋁鋼雙金屬主要的成形方法有：固-液復(fù)合鑄造，擴(kuò)散連接，擠壓等方法。現(xiàn)有鋁-鋼雙金屬固液復(fù)合鑄造技術(shù)利用熱浸方法將鋼放置在鋁液中浸泡，首先形成一層鋁-鋼雙金屬界面，然后再將熱浸后的鋼放置在鑄型中，進(jìn)行澆注成型，無法實(shí)現(xiàn)界面完全的冶金結(jié)合，界面結(jié)合處存在一定的縫隙，造成界面結(jié)合強(qiáng)度較低，不能滿足人們的使用要求。
現(xiàn)有的鋁鋼雙金屬固液復(fù)合鑄造方法存在的問題有：
1、熱浸工藝復(fù)雜；
2、鋼基體預(yù)熱溫度高，表面容易氧化；
3、鋁側(cè)晶粒粗大；
4、不容易實(shí)現(xiàn)界面完全的冶金結(jié)合；
5、界面處金屬間化合物粗大，組織不均勻；
6、界面結(jié)合強(qiáng)度低，結(jié)合性能差。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種鋁鋼固液雙金屬復(fù)合鑄造的方法，以提高鋁鋼固液雙金屬的界面結(jié)合強(qiáng)度，提高雙金屬的綜合性能。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種鋁鋼固液雙金屬復(fù)合鑄造的方法，包括以下步驟：
a）將鋁合金熔煉為液體，在其中放入Al-5Ti-0.5C中間合金并攪拌除氣；Al-5Ti-0.5C中間合金的含量為鋁合金重量的4.5-5%。
b）將除完氣的鋁合金液體放入熔煉爐中升溫到708℃-710℃。
c）將預(yù)熱好的鋼基體放入砂型中，將超聲裝置的振動子進(jìn)行預(yù)熱后移到砂型中，開始澆注鋁合金液體。
d）澆注完成后，開啟超聲振動；超聲振動的頻率為10KHz-20KHz，功率為1-3KW；超聲振動的時間為10-40s。
優(yōu)選的，所述鋼基體的預(yù)熱溫度為150℃-250℃；鋼基體保溫時間為2-3min。
優(yōu)選的，所述的鋁合金液體是將鋁合金放入坩堝，并在熔煉爐中進(jìn)行熔煉，所述熔煉溫度為750℃-800℃。
優(yōu)選的，使用Ar氣對鋁合金熔體進(jìn)行除氣。
優(yōu)選的，將除氣完成的鋁合金熔體升溫到710℃后澆注。
優(yōu)選的，所述振動子的預(yù)熱溫度為660℃-710℃，預(yù)熱時間為2-3min。
更優(yōu)的，所述振動子的預(yù)熱溫度為700℃，預(yù)熱時間為2min。
優(yōu)選的，所述振動子的沒入鋁合金熔體的深度為20mm。
優(yōu)選的，所述鋁合金材料為 ZL114A，鋼基體材質(zhì)為45鋼。
優(yōu)選的，超聲振動結(jié)束后，將振動子移出液面，冷卻到室溫，得到鋁鋼雙金屬復(fù)合材料。
本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)生的有益效果為：
1、本發(fā)明使用中頻感應(yīng)加熱爐加熱鋼基體，使得鋼基體在鋁合金澆注之前迅速加熱至其預(yù)設(shè)溫度，防止鋼基體因長時間加熱氧化，阻礙界面結(jié)合。
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