Q-ZBDX 003-2022 镁合金铸件挤压铸造成型工艺规范

Q/ZBDXQ/ZBD09-15发布中北大学发布Q/ZBDX003-2022I本文件按GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定编制，作为组织生产和质量监督检验的依据。本文件由中北大学提出并负责起草。本文件起草人：赵宇宏、陈利文、景舰辉、侯华。本文件首次发布日期：2022年09月15日。Q/ZBDX003-2022本文件规定了镁合金铸件挤压铸造成型工艺的术语和定义、技术要求和技术安全。本文件适用于中北大学镁合金铸件挤压铸造成型工艺的规范标准。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T228.1-2021金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T1177-2018铸造镁合金GB/T9452-2012热处理炉有效加热区测定方法GB/T25747-2022镁合金压铸件QJ2906A-2011镁合金热处理3术语和定义3.1挤压铸造对模具型腔内的液态（或半固态）金属施加较高的机械压力，使其成型和凝固，从而获得铸件或铸锭的一种工艺方法。3.2冷隔两股金属液汇聚处，因其未能完全融合而存在明显不连续性的铸造缺陷。3.3浇不足金属液未能充满铸型型腔而形成不完整铸件的铸造缺陷。4技术要求4.1镁合金间接挤压铸造工艺总体流程图1所示，采用ZBYT500多功能液态/半固态成型装备，经过备料、氩气保护下镁合金熔炼、浇入金属液、挤压铸造等工艺，最终制得镁合金铸件。2Q/ZBDX003-2022图1镁合金铸件挤压铸造成型工艺流程图4.2化学成分及配料4.2.1镁合金的化学成分应符合GB/T1177-2018中ZM5的牌号规定。4.2.2根据目标合金的成分，选取对应合金铸锭打磨表面，使用锯床将镁合金铸锭切割为尺寸合适的小4.3熔炼设备安全操作4.3.1箱式电阻炉用来熔炼铝合金、镁合金等低熔点合金，操作人员使用之前需要认真阅读使用说明书。4.3.2操作人员要穿戴好必备的防护用具，严格按照操作规程进行操作。4.3.3首先检查电路是否安装正确，没有发现漏电现象才可以开启箱式电阻炉。4.3.4开机：首先开启电源开关，设定温度并旋转功率旋钮调定电阻炉功率，按下运行按钮开始熔炼。4.3.5关机：将功率旋钮旋至零，按下停止按钮，待电阻炉冷却至室温时关闭电源。4.3.6由于硅碳棒硬且脆，将坩埚放入电阻炉的过程中要谨慎慢放，防止坩埚碰撞硅碳棒导致破裂。4.3.7严禁私自调节电阻功率，设备运行过程中做好参数记录，定时观察电阻炉内运行情况，特殊情况先关机，运行过程中严禁打开控制柜，严禁用手触摸硅碳棒。4.3.8操作人员使用完毕后必须填写《箱式电阻熔炼设备使用记录》。4.4镁合金熔炼4.4.1采用箱式电阻炉进行镁合金熔炼。4.4.2铸锭及熔炼工具等使用前去除残余金属或氧化皮等杂质。4.4.3将熔炼工具在200℃下充分预热；并对镁合金铸锭表面进行清洁处理，然后在200℃下进行预热烘4.4.4将镁合金铸锭装入铁制坩埚中，铸锭上层表面均匀铺撒覆盖剂。4.4.5开启箱式电阻炉电源开关，设定温度为200℃、电阻炉功率为20kW；当炉温达到200℃时，将盛有镁合金铸锭的坩埚放入箱式电阻炉中，将温度设定升高到500℃,功率提高到25kW；当炉温达到500℃时，将功率提高到28kW，并将温度设定为710℃,同时向炉中坩埚通入氩气，调节流量计，气流速率为240cm3/s。4.5多功能液态/半固态成型装备安全操作3Q/ZBDX003-20224.5.1ZBYT500多功能液态/半固态成型装备由机身、主缸、顶出缸、打料缸、料缸、动力系统、充液系统、压射系统、循环冷却过滤及加热装置、料缸加热保温装置、行程限位装置、电器控制系统以及操作装置等组成，操作人员使用前请仔细阅读使用说明书。4.5.2操作人员要穿戴好必备的防护用具，严格按照操作规程进行操作，设备操作人员必须了解多功能液态/半固态成型装备的结构与功能，熟悉操作及相关安全知识。4.5.3开机之前务必要对设备及周边设施进行检点，模具安装牢固，液压油位充足，设备周围整洁，安全防护装置性能可靠，设备操作按钮位置设置正确。4.5.4在设备运行过程中，严禁任何人在合模区域进行任何操作，如果需要进入合模区域进行操作，务必保证设备关闭，运行设备时，严禁两人同时操作设备。4.5.5发现设备有严重漏油或发生不正常现象，如动作不可靠，噪音大或震动等，应该立即停机，并排除故障，不得使设备带病运行。4.5.6不允许超载使用，各油缸严禁超程使用。4.5.7在挤压铸造过程中，操作人员要站在安全区域，防止金属液飞溅，操作设备时要注意检查合模区域是否有杂物，以免压伤模具，及时清理模具表面。4.5.8操作人员使用完毕后必须填写《ZBYT500多功能液态/半固态成型装备使用记录》。4.6镁合金铸件挤压铸造成型工艺4.6.1金属液浇注温度控制在710℃±10℃。4.6.2金属液在浇注之前需要进行精炼除气、静置、扒渣，确保金属液洁净程度。4.6.3转移过程中需严格控制金属液温度，保证熔炼炉内温度在设定温度的±5℃范围内。4.6.4启动多功能液态/半固态成型装备，测试滑块和顶缸运行是否正常，开模并喷涂脱模剂和冲头润滑剂。4.6.5转移金属液前，持续向料缸及模具型腔中通入氩气，浇注空间保持氩气氛围，准备将金属液注入多功能液态/半固态成型装备的料缸中。4.6.6熔体到预定温度后，打开电阻炉，取出盛有金属液的铁制坩埚，开始转移，转移金属液的过程中，全程向金属液中通入氩气保护，防止氧化燃烧。注入料缸的过程中，持续向料缸及模具型腔通入氩气，注意液流平稳，不可中断或忽快忽慢，防止卷气；取料、转移、注入整个过程应控制在20s内完成，以保证金属液充型时的温度。4.6.7操作多功能液态/半固态成型装备合模，依靠冲头将金属液压入模具型腔中，金属液充填过程平稳快速，达到制件外部形状，然后靠冲头进行加压，使已凝固金属产生塑性变形，未凝固金属承受静压力，并在保持高压凝固成型，保压一定时间后开模取件。4.6.8清理工作台，重新喷涂脱模剂和冲头润滑剂，准备下一个循环。4.7铸件4.7.1室温力学性能的检验根据GB/T228.1-2021的规定执行，铸件的相关技术要求根据GB/T25747-2022的规定执行。4.7.2铸件金相组织观察不能出现过烧组织。4Q/ZBDX003-20224.7.3铸件表面不能有冷隔、浇不足、氧化夹杂等缺陷。4.8热处理设备安全操作4.8.1处理炉为电加热式循环空气箱式炉，操作人员使用之前请认真阅读使用说明书。4.8.2操作人员要穿戴好必备的防护用具，严格按照操作规程进行操作。4.8.3使用前首先要检查电器部分是否正常，炉壳接地是否良好，电热元件是否短路或有断路现象，检查炉门开启/关闭是否可靠，安全保护装置是否良好，检查热电偶及控制仪表是否正常，整理好炉前工作场地，打开炉门检查炉内是否有工件，待一切正常，才可以开炉。4.8.4该热处理炉的最高使用温度为850℃,使用过程中炉温不得超过设备规定的最高工作温度，装炉量不得超过设备规定的最大装载量。4.8.5放置试样时，注意防止试样掉入插板孔内，设置加热温度时严禁将温度设置到试样熔点以上，同时也要考虑在所设置的温度下试样是否会熔化，当炉内温度高于400℃时，不可以打开炉门。4.8.6工件装炉后，操作者应经常检查仪表工作情况，一般20-30分钟检查一次，如果运行当中出现意外状况，立即关闭设备，等待热处理炉自然冷却到室温。4.8.7箱式炉炉腔应保持清洁，定期打扫，尤其在炉底板下落入的氧化皮，铁屑等必须彻底清除，以免使电热元件烧断。4.8.8实验完毕时，炉温冷却至80℃以下才可以关闭电源开关。4.8.9操作人员使用完毕后必须填写《热处理炉使用记录》。4.9热处理4.9.1挤压铸造镁合金铸件的热处理状态代号根据QJ2906A-2011的规定执行。4.9.2热处理前对热处理炉及温控装置状况进行检查，确保完好。具体要求根据GB/T9452-2012的相关4.9.3固溶处理时，设定热处理炉温度为410±5℃,铸件在室温下装炉，设定升温速率为100±5℃/h，当热处理炉炉温达到固溶温度时，保温20±0.5h，然后进行60℃的水淬处理。4.9.4时效处理时，设定热处理炉温度为200±5℃,设定升温速率为100±5℃/h，当热处理炉炉温达到时效温度时，进行保温8±0.5h后取出，冷却至室温，获得热处理后的挤压铸造镁合金铸件。4.9.5以上热处理具