鋅合金蝸輪的擠壓鑄造方法技術

本發明專利技術公開了一種鋅合金蝸輪的擠壓鑄造方法，包括以下步驟：（1）、確定合金配料；（2）、合金配料在熔煉爐進行熔煉成合金液，然后轉入保溫爐進行保溫；（3）、合金液經澆注系統流入模腔；（4）、澆注結束后，澆注系統自動復位，退出模具，擠壓鑄造機的沖頭下降向模腔平穩推進合金液，快速增壓使合金液在高壓力作用下結晶，并在強行補縮下凝固，經保壓后沖頭上行開模，開模時蝸輪坯留在上模，頂桿頂出蝸輪坯，由接料裝置將蝸輪坯取出。本發明專利技術在資源和能源消耗較低的條件下，獲得的產品與金屬型重力鑄造鋅合金蝸輪相比，組織細小、無縮孔縮松，綜合性能進一步提高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及擠壓鑄造制備方法，具體涉及一種。
技術介紹
由于具有良好的鑄造性能、力學性能、摩擦磨損性能、加工性能及低廉的成本等優勢，鋅合金已作為耐磨 材料被廣泛應用于現代工業的較多領域，并部分代替青銅、黃銅及鑄鐵等結構材料。比如，隨著電梯行業的整體發展，對電梯的舒適度、安全性能及其他機械性能的要求也不斷提升，選用高性能、低成本的電梯配件將會帶來明顯的市場優勢。傳統的曳引機蝸輪，一般采用金屬型重力鑄造工藝，鑒于鋅合金結晶溫度范圍寬和易產生底縮的凝固特性，制備的蝸輪晶粒粗大，組織疏松，易產生縮孔縮松，特別是蝸輪齒根部，塑性、韌性及耐磨性能較差，在工作過程中較早的產生過快磨損現象，機械噪音大，并帶來安全隱患。同時，采用金屬型重力鑄造工藝，制備的蝸輪毛坯尺寸較大，需大量機加工成精坯，使得原材料和能源的利用率低，增加了生產成本。
技術實現思路
本專利技術為了克服以上現有技術存在的不足，提供了一種優質、高效、的，在資源和能源消耗較低的條件下，獲得的產品與金屬型重力鑄造鋅合金蝸輪相比，組織細小、無縮孔縮松，綜合性能進一步提高。本專利技術的目的通過以下的技術方案實現本，包括以下步驟(I)、確定合金配料；(2)、合金配料在熔煉爐進行熔煉成合金液，快速升溫，低溫熔煉，熔煉之后的合金液成分按照重量百分比為:22 32%A1，1. 0 5· 0%Cu, O. Γ . 5%Μη，O. OI O. 2%Mg，O.0Γ0. l%Ti，0. 005^0. 1%Β,0. 0Γ0. 1%RE,余量為Zn和不可避免的雜質，添加精煉劑，扒渣、除氣，并對熔煉爐中的合金液進行爐前檢驗，合格后轉入保溫爐進行保溫；(3)、擠壓鑄造機下模座上設置有自動推送的澆注系統，當澆注系統的機械手料勺從保溫爐內S取定量的合金液后，澆注系統自動推進到模具中心位置，合金液經澆注系統流入模腔；(4)、澆注結束后，澆注系統自動復位，退出模具，擠壓鑄造機的沖頭下降向模腔平穩推進合金液，快速增壓使合金液在高壓力作用下結晶，并在強行補縮下凝固，經保壓后沖頭上行開模，開模時蝸輪坯留在上模，頂桿頂出蝸輪坯，由接料裝置將蝸輪坯取出。所述步驟(3)中，機械手料勺舀取合金液之前，模具和澆注系統皆加熱至15(T250°C，并在模具的模腔和澆注系統的流道上涂有鋅合金脫模劑。所述步驟(3)中，合金液流經澆注系統進行撇渣后流入模腔。所述澆注系統在氣缸的帶動下自動推送和自動復位。所述步驟(2)中，熔煉爐的最大功率為250KW 300KW，熔煉爐的最高溫度為6500C 700°C，合金液的保溫溫度為57(T630°C。所述步驟(4)中，沖頭的下降速度為O. ri5mm/s,比壓為3(Tl80MPa，保壓時間為4(Tl20s。所述步驟(I)中，在合金配料中，銅、猛、鈦、復合稀土分別以AlCu50、AlMnlO、AlTi5B、AlRElO中間合金的形式加入，硼以Α1 5Β及A1B3中間合金的形式加入。所述步驟(2)中，熔煉爐及保溫爐均為中頻感應電爐。所述模具包括上模套、下模套、上模和下模，上模通過螺母鑲嵌在上模套，下模通過螺母鑲嵌在下模套，上模和上模套中心設置有排氣孔，下模套中設置有利用電阻絲加熱的加熱棒，下模的上端面設置有溢流槽，下模內部開有冷卻水管，用于將蝸輪坯頂出的頂桿 設置在沖頭上，頂桿穿過上模套和上模的通孔，模腔為帶多臺階的環形狀。所述模腔的內模壁設置有3 10°的錐度，模腔的各臺階過渡處設置有Rf5的圓角。本專利技術相對于現有技術具有如下的優點一、本優化了熔煉工藝，采用快速升溫、低溫熔煉的措施，熔煉爐的最大功率為250KW 300KW，熔煉爐的最高溫度為650°C 700°C，有效地減小了鋅合金液的氧化和吸氣，降低了合金液的燒損，同時，采用中頻感應電爐，也保證了合金液成分的均勻性。二、提高了合金液的清潔度。一方面，采用中頻感應電爐作為保溫爐，杜絕了合金液與鐵器的直接接觸，降低了合金液帶入鐵等有害雜質的可能性；另一方面，合金液經自制的澆注系統的撇渣后，表層的氧化物及夾雜被除盡。三、鑄件的綜合性能大幅提高。本專利技術采用擠壓鑄造工藝制造的鋅合金蝸輪，在充分的壓力下結晶，并發生強行補縮而凝固，樹枝晶在壓力下破碎，晶粒細小，消除了縮孔縮松等鑄造缺陷，組織更加致密，故綜合性能優異，其中，齒根部抗拉強度提高到35(T450MPa，并無縮松，耐腐蝕性及耐磨性也大幅度提高。擠壓鑄造克服了鋅合金塑性、韌性及高溫強度低等缺點，明顯提高了鑄態鋅合金的性能，大大擴大了其應用領域。四、本專利技術中應用的模具，開模時利用合金液的凝固收縮在臺階處產生的摩擦力使蝸輪坯留在上模，而后由頂桿頂出，故簡化了擠壓鑄造機的結構；采用模芯與模套的組合結構，使得在生產不同尺寸的蝸輪坯時，只需更換模芯，從而節約了生產成本。五、本專利技術利用擠壓鑄造工藝制造而成的鋅合金蝸輪，能提高毛坯尺寸精度，減少了加工余量，實現資源與能源的低消耗，降低了生產成本。附圖說明圖1是本專利技術的的模具結構示意圖。附圖標記說明1-沖頭；2_頂桿；3_上模套；4_上模；5_溢流槽；6_模腔；7_冷卻水管；8_下模；9-下模套；10_螺母；11-加熱棒；12_通孔；13_排氣孔；14_澆注系統。圖2為本專利技術的工藝成形過程示意圖。圖3為實施例1的合金成分在金屬型重力鑄造工藝下的顯微組織。圖4為實施例1的合金成分在擠壓鑄造工藝下的顯微組織。具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。實施例1 :如圖1所示，模具包括上模套、下模套、上模和下模，上模通過螺母鑲嵌在上模套，下模通過螺母鑲嵌在下模套，上模和上模套中心設置有排氣孔，排氣孔可排出合模后上下模中心位置封閉的氣體，防止蝸輪坯產生氣孔；下模套中設置有利用電阻絲加熱的加熱棒，加熱棒方便對模具進行加熱至所需溫度；下模的上端面設置有溢流槽，溢流槽可防止過量澆注時產生批縫以致壓力損失，下模內部開有冷卻水管，冷卻水管可保證模腔溫度；用于將蝸輪坯頂出的頂桿設置在沖頭上，頂桿穿過上模套和上模的通孔，模腔為帶多臺階的環形狀。模腔的內模壁設置有8°的錐度，模腔的各臺階過渡處設置有Rl飛的圓角。如圖2所示的，包括以下步驟 (I)、確定合金配料；在合金配料中，銅、錳、鈦、復合稀土分別以AlCu50、AlMnlO, AlTi5B、AlRElO中間合金的形式加入，硼以Α1 5Β及A1B3中間合金的形式加入。(2)、合金配料在熔煉爐進行熔煉成合金液，快速升溫，低溫熔煉，熔煉之后的合金液成分按照重量百分比為27%A1,1. 0%Cu,0. 2%Μη，0· 05%Mg,0. 03%Ti,0. 005%B,0. 05%RE,余量為Zn和不可避免的雜質，添加精煉劑，扒渣、除氣，并對熔煉爐中的合金液進行爐前檢驗，合格后轉入保溫爐進行保溫；熔煉爐的最大功率為250KW，熔煉爐的最高溫度為680°C，合金液的保溫溫度為600。。。熔煉爐及保溫爐均為中頻感應電爐。(3)、擠壓鑄造機下模座上設置有自動推送的澆注系統，當澆注系統的機械手料勺從保溫爐內S取定量的合金液后，澆注系統自動推進到模具中心位置，合金液經澆注系統流入模腔；機械手料勺S取合金液之前，模具和澆注系統皆加熱至200°C，并在模具的模腔和澆注系統的流道上涂有鋅合金脫模劑。合金液流經澆注系統進行撇渣后流本文檔來自技高網...

【技術保護點】
鋅合金蝸輪的擠壓鑄造方法，其特征在于包括以下步驟：（1）、確定合金配料；（2）、合金配料在熔煉爐進行熔煉成合金液，熔煉之后的合金液成分按照重量百分比為：22~32%Al，1.0~5.0%Cu，0.1~1.5%Mn，0.01~0.2%Mg，0.01~0.1%Ti，0.005~0.1%B，0.01~0.1%RE，余量為Zn和不可避免的雜質，添加精煉劑，扒渣、除氣，并對熔煉爐中的合金液進行爐前檢驗，合格后轉入保溫爐進行保溫；（3）、擠壓鑄造機下模座上設置有自動推送的澆注系統，當澆注系統的機械手料勺從保溫爐內舀取定量的合金液后，澆注系統自動推進到模具中心位置，合金液經澆注系統流入模腔；（4）、澆注結束后，澆注系統自動復位，退出模具，擠壓鑄造機的沖頭下降向模腔平穩推進合金液，快速增壓使合金液在高壓力作用下結晶，并在強行補縮下凝固，經保壓后沖頭上行開模，開模時蝸輪坯留在上模，頂桿頂出蝸輪坯，由接料裝置將蝸輪坯取出。

【技術特征摘要】
1.鋅合金蝸輪的擠壓鑄造方法，其特征在于包括以下步驟(1)、確定合金配料；(2)、合金配料在熔煉爐進行熔煉成合金液，熔煉之后的合金液成分按照重量百分比為:22 32%A1，1. 0 5· 0%Cu,0. Γ . 5%Μη，0· 0Γ0. 2%Mg,0. ΟΓΟ. 1%Τ ,0. 005 O. 1%Β,O.ΟΓΟ. 1%RE，余量為Zn和不可避免的雜質，添加精煉劑，扒渣、除氣，并對熔煉爐中的合金液進行爐前檢驗，合格后轉入保溫爐進行保溫；(3)、擠壓鑄造機下模座上設置有自動推送的澆注系統，當澆注系統的機械手料勺從保溫爐內S取定量的合金液后，澆注系統自動推進到模具中心位置，合金液經澆注系統流入模腔；(4)、澆注結束后，澆注系統自動復位，退出模具，擠壓鑄造機的沖頭下降向模腔平穩推進合金液，快速增壓使合金液在高壓力作用下結晶，并在強行補縮下凝固，經保壓后沖頭上行開模，開模時蝸輪坯留在上模，頂桿頂出蝸輪坯，由接料裝置將蝸輪坯取出。2.根據權利要求1所述的鋅合金蝸輪的擠壓鑄造方法，其特征在于所述步驟(3)中， 機械手料勺S取合金液之前，模具和澆注系統皆加熱至15(T250°C，并在模具的模腔和澆注系統的流道上涂有鋅合金脫模劑。3.根據權利要求1所述的鋅合金蝸輪的擠壓鑄造方法，其特征在于所述步驟(3)中， 合金液流經澆注系統進行撇渣后流入模腔。4.根據權利要求1所述的鋅合金蝸輪的擠壓鑄造方法，其特征在于所述澆注系統在氣缸的帶動下自動推送和...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱權利，張先滿，汪桂龍，陳家堅，趙海東，陳維平，吳苑標，
申請(專利權)人：華南理工大學，廣東華金合金材料實業有限公司，
類型：發明
國別省市：