Q-ZBDX 002-2022 铝合金间接挤压铸造工艺规范

Q/ZBDXQ/ZBD06-27发布中北大学发布Q/ZBDX002-2022I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06月27日。Q/ZBDX002-2022本文件规定了铝合金间接挤压铸造工艺的术语和定义、技术要求和技术安全。本文件适用于中北大学铝合金间接挤压铸造工艺的规范标准。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/T228.1-2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T1173-1995铸造铝合金GB/T5611-2017铸造术语GB/T20975-2008铝及铝合金化学分析方法GB/T25745-2010铸造铝合金热处理T/CFA0102031-2019铝合金挤压铸造件JB/T7946.3-1995铸造铝合金金相铸造铝合金针孔QJ1182-87铸造铝合金熔炼规范3术语和定义3.1间接挤压铸造在冲头推动作用下，金属液通过浇道充满模具型腔，然后依靠冲头进行施压凝固，该工艺可成型结构相对复杂的零件。4技术要求4.1铝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、熔炼、模具预热、浇注、间接挤压铸造等工艺，最终制得铝合金铸件。2Q/ZBDX002-2022图1铝合金间接挤压铸造工艺流程图4.2化学成分及配料4.2.1铝合金的化学成分应符合GB/T1173-1995中ZL101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，使用锯床将铝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石墨坩埚中频感应炉用来熔炼镁合金、铝合金等低熔点合金，操作人员使用之前需要认真阅读使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，开启循环水冷却系统，检查是否有漏水和水路不畅现象，循环水冷却系统至少需要运行10分钟以上，如没有发现漏水和水路不畅现象才可以开启中频感应炉。4.3.4开机：将功率电位器旋至零，先合“控制电源”按钮，中频频率表显示一定的数值，“交流分闸”、“逆变停止”指示灯亮；在合上“交流合闸”按钮，“交流合闸”指示灯亮；然后按“逆变工作”按钮，“逆变工作”指示灯亮；微调“功率调节”电位器，当看到中频频率表停止摆动说明中频启动成功，中频电压大致是直流电压的1.3-1.5倍。4.3.5关机：将功率电位器旋至零，按下“逆变停止”按钮，再按“交流分闸”按钮，最后关闭“控制电源”按钮。4.3.6由于晶闸管的过载能力较低，故不允许过载使用，石墨坩埚炉最高中频电压不超过550V。4.3.7严禁私自调节中频频率，设备运行过程中做好参数记录，定时观察水路运行状况，特殊情况先关机，运行过程中严禁打开控制柜，严禁用手触摸感应线圈。4.3.8关闭中频感应熔炼装置后，将炉口用石棉板密封好，循环水冷却系统至少运行3-4小时，待炉温冷却至40℃以下才可以关闭循环水。4.3.9操作人员使用完毕后必须填写《中频感应熔炼设备使用记录》。4.4铝合金熔炼4.4.1铸锭、模具以及熔炼工具等使用前去除残余金属或氧化皮等杂质。Q/ZBDX002-20224.4.2将熔炼工具在200-250℃下充分预热，并对铝合金铸锭表面进行清洁处理，然后在200℃下进行预4.4.3开启石墨坩埚中频感应炉进行加热熔炼，设定熔炼温度为750℃。4.4.4根据需要进行或不进行变质处理。4.5多功能液态/半固态成型装备安全操作4.5.1ZBYT500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在挤压铸造实验过程中，实验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铝合金间接挤压铸造工艺4.6.1铝液的浇注温度控制在750℃±20℃。4.6.2铝液在浇注之前需要进行除气、静置、扒渣等过程确保铝液洁净程度。4.6.3转移铝液前，舀勺要进行充分预热，温度控制在200-300℃并保温。4.6.4舀料过程中需严格控制铝液温度，保证熔炼炉内温度在设定温度的±5℃范围内。4.6.5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，准备铝合金液浇注。4.6.6熔体到预定温度后，通过舀勺取出金属液，并开始转移浇注，浇注时要注意液流平稳，不可中断或忽快忽慢，防止卷气，有利于消除气孔等缺陷。舀料、转移、浇注整个过程应控制在20s内完成，以保证铝液充型时的温度，每次浇注之后将舀勺清理干净。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，并在高压下凝固成型，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，准备下一件的浇注。4Q/ZBDX002-20224.7铸件4.7.1室温力学性能的检验根据GB/T228.1-2010的规定执行，铸件的相关技术要求根据GB/T15114的规4.7.2铸件金相组织观察不能出现过烧组织。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间接挤压铸造铝合金铸件的热处理状态代号根据GB/T1173-2013的规定执行。4.9.2热处理前对热处理炉、温控设备等设备状况进行检查，确保完好。具体要求根据GB/T9452-2012的相关规定。4.9.3固溶处理时，设定热处理炉温度为535±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12±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180±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铝合金铸件。4.9.5以上热处理具体操作根据GB/T25745-2010