铝合金轮状零件挤压铸造成型新技术

2018-08-05董奔

世界有色金属 2018年10期

董奔

（中铁建电气化局集团轨道交通器材有限公司，江苏常州 213100）

随着现代化工业的不断发展，对零件的制造也向着越来越轻量化与强韧化的方向发展，铝合金作为一种高强度、低密度且热加工性能好的合金，能够有效满足零件加工需求。在铝合金的零件制造过程中，为最大程度上满足制作需求，因此采用挤压式锻造方式[1]。相对于其他锻造工艺，挤压式锻造方式有着生产效率高、适应范围广的有点，将铝合金材料与挤压铸造工艺结合起来能够更好的实现铝合金零件锻造。铝合金零件挤压铸造成型新技术更加适用于轮状零件的铸造，铸造过程中主要采半固态浆料，在压力较低的情况下就能够完成形状复杂且高性能的铸件[2]。因此对铝合金轮状零件挤压铸造成型新技术进行研究，消除现有铸件过程中存在的缺陷，提高铸件质量与合格率。

1 铝合金轮状零件挤压铸造成型新技术

表1 锻造铝合金材料标准化学成分

表2 锻造铝合金材料实际化学成分

炉；热处理设备为固溶处理炉一台。在铝合金轮状零件制作中，主要以Al-Cu铝合金为材料[3]。这种合金有着高强力学性能。在挤压铸造成型过程中过程中，主要合金材料为Al-Cu-Mg系的变形铝合金与ZAlCu5Mn高强度合金材料。锻造材料标准化学成分与实际化学成分如表1、2所示。

锻造准备过程中，需要先根据零件自身的实际情况，计算出每个零件的重量。在对炉料的准备过程中，为避免在制作过程中将炉料的影响降到最低，在对材料熔炼前对所有炉料进行处理，保证表面出现金属光亮。在熔化前进行预热后，将炉料切割成合适的大小后进行熔炼。锻造过程中需要包括出渣剂、精炼铝液用氩气等非金属辅助材料以及包括浇勺等工具[4]。处理中对挤压铸造模型主要存在的几点要求为，能够保证较高的生产率的条件下，保证模具使用寿命。因此，模具的选择上需要考虑经济性、生产率、劳动质量等多方面因素，保障铝合金轮状零件基本铸造要求。挤压铸造成型过程中熔炼标准惨遭铝合金精炼规范，将坩埚内杂物清理干净后，进行预热。石墨坩埚预热至暗红色后，加入炉料将其融化。待炉料完全融化后将清渣覆盖剂撒到金属液表面。保持760℃的温度通入氩气进行旋转吹起精炼，经过10min～15min后进行扒渣。挤压铸造成型工艺流程，如下图1所示。

图1 挤压铸造成型工艺流程

在对铝合金轮状零件挤压铸造成型新技术处理过程中，主要用到的设备有压力设备为四柱油压机一台；熔炼设备为额定电压380V、额定功率30KW的SDL200F石墨坩埚电阻

在挤压成型过程中，需要重点对工艺参数、保压时间、合金液浇筑温度等进行把控。ZAlCu5Mn材料一般用两级淬火，水温为60℃～80℃。Al-Cu-Mg系列合金材料采取T4热处理技术。对两种材料的逐渐进行固溶处理后，快速将其从固溶液中取出后在合适温度的水箱中进行淬火，进行最终处理。

2 铝合金轮状零件挤压铸造成型新技术应用效果

为保证本文提出的铝合金轮状零件挤压铸造成型新技术的有效性，进行应用效果论证，论证采用相同质量与大小铝合金轮状零件铸造模型进行对比。为保证研究过程的严谨性，采用传统铸造方法，作为两种方法结果的对比，对铝合金轮状零件铸造合格率进行对比统计。对比结果如下图2所示：

图2 论证结果曲线

图2代表两种方法的铸造零件合格率，其中合格率越高则证逐渐效率越好。则根据上图分析可以得出，本文提出的铝合金轮状零件挤压铸造成型新技术与传统铸造方法相比有着很大差别。但从铸造的零件合格率上进行考量，本文提出的铝合金轮状零件挤压铸造成型新技术具有明显的优势，特别当零件铸造量较大且需要进行长时间处理时，根据上述数据图可以看出，铝合金轮状零件挤压铸造成型新技术与传统铸造方法相比，铝合金轮状零件挤压铸造成型新技术能够有效对铝合金轮状零件进行铸造，通过加权分析，本文提出的铸造方法与传统铸造方法相比零件合格率提高约10%。