本發(fā)明涉及鋁合金鑄件凝固控制領(lǐng)域,特別涉及一種人工控制鋁合金鑄件凝固過程中局部成分優(yōu)化的方法,從而實(shí)現(xiàn)鋁合金鑄件局部強(qiáng)化。
背景技術(shù):
:一般來講,零部件的各個(gè)部位在工作狀態(tài)下,所受的環(huán)境、載荷等都會(huì)存在不同的要求。目前鋁合金鑄件局部強(qiáng)化方法大致有復(fù)合材料增強(qiáng)、表面涂層或合金化,以上兩種都存在工藝路線長、工藝成本高的缺點(diǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種工藝路線短、效率高、工藝成本低的人工控制鋁合金鑄件凝固過程中局部成分優(yōu)化的方法。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明的人工控制鋁合金鑄件凝固過程中局部成分優(yōu)化的方法,其特征在于:包括以下步驟:a通過計(jì)算機(jī)模擬對(duì)鋁合金鑄件的凝固過程進(jìn)行模擬,然后分析鋁合金鑄件的凝固流場分布圖,得出鋁合金鑄件各個(gè)部位的澆鑄時(shí)間點(diǎn),從而得出凝固時(shí)間點(diǎn)與合金位置分布關(guān)系表;b按照凝固時(shí)間點(diǎn)與合金位置分布關(guān)系表找到需強(qiáng)化位置所處的澆鑄時(shí)間點(diǎn);c在鑄件澆鑄過程中,將預(yù)制好的強(qiáng)化用金屬絲按照上述找到的澆鑄時(shí)間點(diǎn)通過全自動(dòng)送絲機(jī)隨熔融澆鑄液送進(jìn)鑄件模具中;并且強(qiáng)化用金屬絲隨之熔化,最后凝固成型整個(gè)鑄件;這樣優(yōu)化了鑄件局部位置的化學(xué)成分,從而改善了局部位置的金相組織和力學(xué)性能,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)局部位置的強(qiáng)化。步驟c中,強(qiáng)化用金屬絲采用銅、鎳或鎂,或其二元或多元合金制成。步驟c中,強(qiáng)化用金屬絲采用二元或多元合金制成時(shí),采用銅鎳合金、鋁銅合金、鋁鎳合金、鋁鎂合金或鋁銅鎳合金。步驟c中,強(qiáng)化用金屬絲直徑為2-3mm,長度15-90mm。步驟c中,強(qiáng)化用金屬絲的重量占鑄件重量的0.5-3‰,一個(gè)鑄件加一條金屬絲,融化在鑄件內(nèi);根據(jù)鑄件大小選擇金屬絲的長短,鑄件重量越大,選擇的金屬絲添加量越大,即金屬絲越長。步驟c中,強(qiáng)化用金屬絲中兩種金屬重量比例為,銅鎳合金(1-9):(9-1)、鋁銅合金(9-5):(1-5)、鋁鎳合金(9-7):(1-3)、鋁鎂合金(9-7):(1-3)、鋁銅鎳合金(8-4):(1-3):(1-3)。步驟c中,強(qiáng)化用金屬絲中兩種金屬重量比例為,銅鎳合金1:1、鋁銅合金1:1、鋁鎳合金7:3、鋁鎂合金7:3、鋁銅鎳合金4:3:3。本發(fā)明的有益效果是,工藝路線短、效率高、工藝成本低,有效提高抗拉強(qiáng)度,抗拉強(qiáng)度能夠提高10-20%。該方法實(shí)現(xiàn)合金鑄件凝固過程中的局部成分優(yōu)化,從而實(shí)現(xiàn)合金鑄件局部強(qiáng)化的目的。附圖說明圖1為本發(fā)明的立體示意圖。1冒口,2銷座,3澆口杯,4頂部,5澆道,6止口。具體實(shí)施方式附圖為本發(fā)明的一種具體實(shí)施例。本發(fā)明的人工控制鋁合金鑄件凝固過程中局部成分優(yōu)化的方法,包括以下步驟:1通過計(jì)算機(jī)模擬對(duì)鋁合金鑄件的凝固過程進(jìn)行模擬,然后分析鋁合金鑄件的凝固流場分布圖,得出鋁合金鑄件各個(gè)部位的澆鑄時(shí)間點(diǎn),從而得出凝固時(shí)間點(diǎn)與合金位置分布關(guān)系圖。2按照凝固時(shí)間點(diǎn)與合金位置分布關(guān)系圖找到需強(qiáng)化位置所處的澆鑄時(shí)間點(diǎn)。3在鑄件澆鑄過程中,將預(yù)制好的強(qiáng)化用金屬絲按照上述找到的澆鑄時(shí)間點(diǎn)通過全自動(dòng)送絲機(jī)隨熔融澆鑄液送進(jìn)鑄件模具中;并且強(qiáng)化用金屬絲隨之熔化,最后凝固成型整個(gè)鑄件;通過以上過程能夠優(yōu)化鑄件局部位置的化學(xué)成分,從而改善了局部位置的金相組織和力學(xué)性能,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)局部位置的強(qiáng)化。上述強(qiáng)化用金屬絲可以是銅、鎳、鎂等,也可以是其二元或多元合金。例如銅鎳合金、鋁銅合金、鋁鎳合金、鋁鎂合金、鋁銅鎳合金。金屬絲直徑為2-3mm,長度15-90mm。金屬絲的重量占鑄件重量的0.5-3‰,一個(gè)鑄件加一條金屬絲,融化在鑄件內(nèi)。根據(jù)鑄件大小選擇金屬絲的長短,鑄件重量越大,選擇的金屬絲添加量越大,即金屬絲越長。銅鎳合金中兩種金屬重量比例為(1-9):(9-1)、鋁銅合金(9-5):(1-5)、鋁鎳合金(9-7):(1-3)、鋁鎂合金(9-7):(1-3)、鋁銅鎳合金(8-4):(1-3):(1-3)。步驟c中,強(qiáng)化用金屬絲中兩種金屬重量比例為,銅鎳合金1:1、鋁銅合金1:1、鋁鎳合金7:3、鋁鎂合金7:3、鋁銅鎳合金4:3:3。以下以某一種鋁合金活塞的鑄造過程舉例說明。序號(hào)凝固時(shí)間點(diǎn)(秒)澆鑄時(shí)間點(diǎn)(秒)合金位置14-70-3冒口及頂部22-43-5銷座30-25-7止口407澆道強(qiáng)化位置為頂部,即需要在澆鑄時(shí)間點(diǎn)0-3秒的過程中將直徑3毫米的鋁銅鎳合金強(qiáng)化用金屬絲在澆口杯位置隨熔融澆鑄液流添加進(jìn)去,并隨之熔化,最后凝固成型整個(gè)活塞。通過以上過程能夠優(yōu)化活塞頂部位置的化學(xué)成分,從而改善了頂部位置的金相組織和力學(xué)性能,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)活塞頂部位置的強(qiáng)化。技術(shù)特征:技術(shù)總結(jié)本發(fā)明的人工控制鋁合金鑄件凝固過程中局部成分優(yōu)化的方法,包括以下步驟:A通過計(jì)算機(jī)模擬對(duì)鋁合金鑄件的凝固過程進(jìn)行模擬,然后分析鋁合金鑄件的凝固流場分布圖,從而得出凝固時(shí)間點(diǎn)與合金位置分布關(guān)系表;B按照凝固時(shí)間點(diǎn)與合金位置分布關(guān)系表找到需強(qiáng)化位置所處的澆鑄時(shí)間點(diǎn);C在鑄件澆鑄過程中,將預(yù)制好的強(qiáng)化用金屬絲按照上述找到的澆鑄時(shí)間點(diǎn)通過全自動(dòng)送絲機(jī)隨流送進(jìn)鑄件中;并隨之熔化然后凝固成型;通過以上過程能夠優(yōu)化局部位置的化學(xué)成分,從而改善了局部位置的金相組織和力學(xué)性能,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)局部位置的強(qiáng)化。技術(shù)研發(fā)人員:高希柱;魏作山;王洪民;卞金濤;張海軍;劉延濤;馮增建;閆汝輝受保護(hù)的技術(shù)使用者:山東濱州華創(chuàng)金屬有限公司技術(shù)研發(fā)日:2017.04.01技術(shù)公布日:2017.09.15