一种铸造热锻模具钢及其加工工艺的制作工艺流程

　　专利名称：铸造热锻模具钢及其加工工艺的制作方法

　　技术领域：

　　本发明涉及一种铸造热锻模具钢及其加工工艺，属于合金钢制造工艺技术领域。

　　背景技术：

　　热锻模具钢大多采用原锻造模具钢的化学成分，如5CrNiMo、5CrMnMo、H13等。而多数锻造模具钢属于低、中碳中合金钢；其铸造性能不佳，如流动性差、缩孔、缩松倾向大等，另一更重要的方面是铸态和锻态金属性能差异较大，合金化的特点不同，采用原锻造模具钢的化学成分进行精铸热锻模具钢生产不能获得最佳使用性能。精铸热锻模具钢合金化应充分发挥精铸热锻模具钢的性能优势，如抗热疲劳性、热稳定性和耐磨性，而避免其低塑性带来的问题，如显微开裂等。铸造热锻模的性能和寿命主要取决于模具材料。因此，铸造热锻模具钢的开发研究对铸造热锻模的应用是至关重要的。

　　发明内容

　　本发明的目的是提供一种铸造热锻模具钢及其加工工艺，提高热锻模具钢的强韧性和耐磨性。本发明的技术方案如下

　　铸造热锻模具钢中各化学组分的重量百分比为C O. 3-0. 5%, Si O. 4-0. 6%, MnO. 5-0. 8%、Cr 3. 5-5. 5%、Mo 2. 2-4. 6%、V O. 7-1. 3%、Ni1. 0-2. O、La O. 04-0. 06%、Ce

　　O.01-0. 03%、Y O. 02-0. 04%、P ( O. 03%、S ( O. 03%，余量为铁和杂质。铸造热锻模具钢的加工工艺，包括如下步骤

　　(O熔炼按配方配比将炼钢原料含碳量小于O. 4%的废钢、低碳铬铁、钥铁、纯镍、铌铁、钒铁、钛铁、生铁加入中频感应电炉内进行熔炼，当钢水温度达到1540-1580°C时，插铝脱氧出钢；

　　(2)钢水铸造成型钢锭将钢锭模预热至280-320°C，注入钢水，浇注温度为1490-1540°C，保温40-50min后脱模保温缓冷，48小时后出炉；

　　(3)电渣重熔将钢锭作为自耗电极放入电渣重熔装置中进行二次精炼，降低气体和夹杂物的含量，获得成分均匀、组织致密、质量高钢锭；

　　(4)退火处理将电渣重熔后的钢锭加热至860-880V，保温4-5小时，然后以20-300C /小炉冷至540-560°C，出炉空冷，清理表面缺陷；

　　(5)锻造将钢锭加热至1150-1250°C进行锻造，终锻温度940-960°C，锻造比2-3:1，得到钢锻件；

　　(6)退火处理先以50-70°C/小时的升温速度将锻件加热至870-910°C，保温2-4小时，以20-30 V /小炉冷至740-760 V，保温3_4小时，再以30-40 V /小时冷却至480-500°C，出炉空冷；

　　(7)淬火回火先在1040-1060°C保温1-2小时，油冷后，在620_640°C两次回火，每次回火2h ；(8)喷丸、抛光处理淬火回火后，进行喷丸处理可以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应力状态，进行模具抛光处理，可消除模具表面缺陷而提高模具寿命。本发明的有益效果

　　本发明采用稀土元素La、Ce、Y进行变质处理，钢中的夹杂物数量减少，其形态和尺寸明显得到改善，提高了钢的热疲劳性能。本发明采用了合理的热处理工艺，合适的退火处理以及采用高淬高回的方式，使模具钢的硬度性能和耐冲击性能都有显著提高。本发明的铸造热锻模具钢与现有的热锻模具钢相比，具有更高的耐磨性、强韧性以及抗热疲劳性。由于本发明热锻模具钢综合性能俱佳，可适用制作的模具范围广，可代替5CrNiMo、5CrMnMo、Hl3类钢模具提高其韧性和耐磨性，使其寿命大大提高，降低生产使用成本，减少或避免在大冲击载荷、工作速度高、高精度长寿命等特殊环境下使用模具存在的不耐磨、韧性差崩刃、断裂等问题。

　　具体实施例方式 铸造热锻模具钢中各化学组分的重量百分比为C O. 3-0. 5%, Si O. 4-0. 6%, MnO. 5-0. 8%、Cr 3. 5-5. 5%、Mo 2. 2-4. 6%、V O. 7-1. 3%、Ni1. 0-2. O、La O. 04-0. 06%、Ce

　　0.01-0. 03%、Y O. 02-0. 04%、P ( O. 03%、S ( O. 03%，余量为铁和杂质。铸造热锻模具钢的加工工艺，包括如下步骤

　　(O熔炼按配方配比将炼钢原料含碳量小于O. 4%的废钢、低碳铬铁、钥铁、纯镍、铌铁、钒铁、钛铁、生铁加入中频感应电炉内进行熔炼，当钢水温度达到1550°C时，插铝脱氧出钢；

　　(2)钢水铸造成型钢锭将钢锭模预热至320°C，注入钢水，浇注温度为1520°C，保温40min后脱模保温缓冷，48小时后出炉；

　　(3)电渣重熔将钢锭作为自耗电极放入电渣重熔装置中进行二次精炼，降低气体和夹杂物的含量，获得成分均匀、组织致密、质量高钢锭；

　　(4)退火处理将电渣重熔后的钢锭加热至880°C，保温4小时，然后以30°C/小炉冷至550°C，出炉空冷，清理表面缺陷；

　　(5)锻造将钢锭加热至12001进行锻造，终锻温度9501，锻造比2.5:1，得到钢锻

　　件；

　　(6)退火处理先以60°C/小时的升温速度将锻件加热至890°C，保温3小时，以30°C /小炉冷至750°C，保温3小时，再以40°C /小时冷却至500°C，出炉空冷；

　　(7)淬火回火先在1050°C保温I小时，油冷后，在630°C两次回火，每次回火此；

　　(8)喷丸、抛光处理淬火回火后，进行喷丸处理可以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应力状态，进行模具抛光处理，可消除模具表面缺陷而提高模具寿命。经检验，产物化学成分为CO. 38%、Si O. 52%、Mn O. 67%、Cr 4. 83%、Mo 4. 22%、V

　　1.14%、Ni1. 68%、La O. 054%、Ce O. 026%、Y O. 038%、P O. 014%、S O. 012%，余量为铁和杂质。力学性能为抗拉强度1760MPa，屈服强度1480MPa，伸长率12%，断面收缩率47%，冲击韧性值15J/cm2。

　　权利要求

　　1.一种铸造热锻模具钢，其特征在于，该模具钢中各化学组分的重量百分比为C O. 3-0. 5%、Si O. 4-0. 6%、Mn O. 5-0. 8%、Cr 3. 5-5. 5%、Mo 2. 2-4. 6%、V O. 7-1. 3%、Ni1.0-2. O、La O. 04-0. 06%、Ce O. 01-0. 03%、Y O. 02-0. 04%、P ( O. 03%、S ( O. 03%，余量为铁和杂质。

　　2.一种如权利要求1所述的铸造热锻模具钢的加工工艺，其特征在于包括如下步骤 (1)熔炼按配方配比将炼钢原料含碳量小于O.4%的废钢、低碳铬铁、钥铁、纯镍、铌铁、钒铁、钛铁、生铁加入中频感应电炉内进行熔炼，当钢水温度达到1540-1580°C时，插铝脱氧出钢； (2)钢水铸造成型钢锭将钢锭模预热至280-320°C，注入钢水，浇注温度为1490-1540°C，保温40-50min后脱模保温缓冷，48小时后出炉； (3)电渣重熔将钢锭作为自耗电极放入电渣重熔装置中进行二次精炼，降低气体和夹杂物的含量，获得成分均匀、组织致密、质量高钢锭； (4)退火处理将电渣重熔后的钢锭加热至860-880°C，保温4-5小时，然后以20-300C /小炉冷至540-560°C，出炉空冷，清理表面缺陷； (5)锻造将钢锭加热至1150-1250°C进行锻造，终锻温度940-960°C，锻造比2-3:1，得到钢锻件； (6)退火处理先以50-70°C/小时的升温速度将锻件加热至870-910°C，保温2_4小时，以20-30 V /小炉冷至740-760 V，保温3_4小时，再以30-40 V /小时冷却至480-500°C，出炉空冷； (7)淬火回火先在1040-1060°C保温1-2小时，油冷后，在620_640°C两次回火，每次回火2h ； (8)喷丸、抛光处理淬火回火后，进行喷丸处理可以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应力状态，进行模具抛光处理，可消除模具表面缺陷而提高模具寿命。

　　全文摘要

　　本发明公开了一种铸造热锻模具钢及其加工工艺，该模具钢中各化学组分的重量百分比为C0.3-0.5%、Si0.4-0.6%、Mn0.5-0.8%、Cr3.5-5.5%、Mo2.2-4.6%、V0.7-1.3%、Ni1.0-2.0、La0.04-0.06%、Ce0.01-0.03%、Y0.02-0.04%、P≤0.03%、S≤0.03%，余量为铁和杂质。本发明采用稀土元素La、Ce、Y进行变质处理，钢中的夹杂物数量减少，其形态和尺寸明显得到改善，提高了钢的热疲劳性能。本发明采用了合理的热处理工艺，合适的退火处理以及采用高淬高回的方式，使模具钢的硬度性能和耐冲击性能都有显著提高。本发明的铸造热锻模具钢与现有的热锻模具钢相比，具有更高的耐磨性、强韧性以及抗热疲劳性。

　　文档编号C22C38/46GK103014534SQ201210503589

　　公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月1日 优先权日2012年12月1日

　　发明者王元军 申请人:滁州市成业机械制造有限公司

　　专利名称：改进型7075铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺的制作方法

　　技术领域：

　　本发明涉及一种改进型7075铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，属于铝合金材料加工技术领域。

　　背景技术：

　　冰箱发泡模作为冰箱生产的制造的一个重要模具，其加工制造的好坏，将直接关系到整个产品的优劣，甚至会影响整个产品制造的成败。目前可作为冰箱发泡模的材料有金属和非金属两类，采用金属制做的发泡模无疑能运用于大批量及高速生产中，发泡模金属材料有铝、铜、低熔点合金、镍、铁、锌合金等。其中铝合金制做的发泡模应用最广泛，其具有导热性能好、容易调节模具温度，不易生锈和被腐蚀，容易维修、保管、造价低廉、制做时间段等优点。但是铝合金发泡模还存在着质软、强度低、内部组织致密性差等缺点，因此，急需研发一种高性能的铝合金冰箱发泡模。

　　发明内容

　　本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高性能的改进型7075铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，提高铝合金冰箱发泡模的综合性能。本发明采用的技术方案如下

　　改进型7075铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，包括以下步骤

　　(1)配料

　　按照元素质量百分数满足如下要求Si ( O. 4%、Fe ( O. 5%、Cu1. 2-2. 0%、Μη ( 0. 3%、Mg 2. 1-2. 9%, Cr 0. 18-0. 28%、Zn 5. 1-6. l%、Ti ( 0. 2%、Y 0. 04-0. 06%、La 0. 04-0. 05%、Gd0. 02-0. 04%，其他杂质元素合计< O. 15%、其余为Al，进行配料；

　　(2)熔炼

　　将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在690-760°C，投料30-60min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在720-750°C条件下静置保持20-30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；

　　(3)浇铸

　　铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在680-720°C，铸造速度控制28-42mm/min，冷却水流量控制在950-1250 Ι/min ；

　　(4)热处理

　　对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下先升温至300-320°C下，保温2-3h，每小时70-90°C升温加热至520-550°C下保温6_8h，然后空气冷却，再每小时60-80°C升温加热至360-380°C，并保温度5_6h ;再降温至150_1801下保温3-411，空冷至室

　　温即可。

　　所述的覆盖剂为50-60%的硼砂和40-50%的萤石组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得氯化钾5-8、氟化钙3-5、硝酸钠3-5、石墨粉5-8、氟硅酸钠8_10、氯化铝5-8、海泡石 8-10、树木灰 5-8、Na2TiF6 8-10, NaF 5-8 ；

　　所述的精炼剂制备方法如下

　　a、将上述重量份的海泡石用10-15%盐酸浸泡3-4小时,去尚子水洗漆,再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530°C下煅烧2_3小时，粉碎成纳米粉末；

　　b、将海泡石以外的各原料加热熔融后，澄清1-2小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒；

　　C、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。本发明的有益效果 本发明改进型7075铝合金中添加了适量的稀土元素Y、La、Gd，能与合金发生有效的微合金化作用，从而提高合金的抗应力腐蚀性能以及强度性能。本发明加工出来的铝合金冰箱发泡模铸件具有良好的机械性能、强度高，可使用性好，内部组织致密性好，不存在气孔和起皮缺陷，耐磨性好，抗腐蚀性能、抗氧化性好，膨胀系数小等优点。

　　具体实施例方式改进型7075铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，包括以下步骤

　　(1)配料

　　按照元素质量百分数满足如下要求Si ( O. 4%、Fe ( O. 5%、Cu1. 2-2. 0%、Μη ( 0. 3%、Mg 2. 1-2. 9%, Cr 0. 18-0. 28%、Zn 5. 1-6. l%、Ti ( 0. 2%、Y 0. 04-0. 06%、La 0. 04-0. 05%、Gd0. 02-0. 04%，其他杂质元素合计< O. 15%、其余为Al，进行配料；

　　(2)熔炼

　　将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在745°C，投料45min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在740°C条件下静置保持20min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；

　　(3)浇铸

　　铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在705°C，铸造速度控制35mm/min，冷却水流量控制在1050 Ι/min ；

　　(4)热处理

　　对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下先升温至315°C下，保温3h，每小时80°C升温加热至540°C下保温6h，然后空气冷却，再每小时70°C升温加热至365°C，并保温度6h ;再降温至160°C下保温4h，空冷至室温即可。其中，所述的覆盖剂为55%的硼砂和45%的萤石组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得氯化钾8份、氟化钙3份、硝酸钠4份、石墨粉6份、氟硅酸钠8份、氯化铝6份、海泡石8份、树木灰8份、Na2TiF6 10份、NaF 8份；

　　所述的精炼剂制备方法如下

　　a、将上述重量份的海泡石用15%盐酸浸泡3小时,去离子水洗漆,再用12%氢氧化钠溶液浸泡3小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在530°C下煅烧2小时，粉碎成纳米粉末；b、将海泡石以外的各原料加热熔融后，澄清2小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒；

　　C、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。经检验，产物化学成分为Si O. 366%、Fe O. 423%、Cu1. 578%、Mn O. 286%、Mg

　　2.367%、Cr O. 205%、Zn 5. 569%、Ti O. 184%、Y O. 053%、La O. 047%、Gd O. 035 %,其他杂质元素合计O. 122%、其余为Al ;力学性能为抗拉强度526Mpa，0. 2%屈服强度452Mpa，伸长率11%，弹性模量72Gpa。

　　权利要求

　　1.改进型7075铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，其特征在于包括以下步骤 配料 按照元素质量百分数满足如下要求Si ( O. 4%、Fe ( O. 5%、Cu1. 2-2. 0%、Μη ( 0. 3%、Mg 2. 1-2. 9%, Cr 0. 18-0. 28%、Zn 5. 1-6. l%、Ti ( 0. 2%、Y 0. 04-0. 06%、La 0. 04-0. 05%、Gd0.02-0. 04%，其他杂质元素合计< O. 15%、其余为Al，进行配料； 熔炼 将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在690-760°C，投料30-60min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在720-750°C条件下静置保持20-30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量； 烧铸 铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在680-720°C，铸造速度控制28-42mm/min，冷却水流量控制在950-1250 Ι/min ； 热处理 对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下先升温至300-320°C下，保温2-3h，每小时70-90°C升温加热至520-550°C下保温6_8h，然后空气冷却，再每小时60-80°C升温加热至360-380°C，并保温度5_6h ;再降温至150-180°C下保温3_4h，空冷至室温即可。

　　2.根据权利要求1所述的改进型7075铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，其特征在于，所述的覆盖剂为50-60%的硼砂和40-50%的萤石组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得氯化钾5-8、氟化钙3-5、硝酸钠3-5、石墨粉5-8、氟硅酸钠8_10、氯化铝5-8、海泡石 8-10、树木灰 5-8、Na2TiF6 8-10, NaF 5-8 ； 所述的精炼剂制备方法如下 a、将上述重量份的海泡石用10-15%盐酸浸泡3-4小时,去尚子水洗漆,再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530°C下煅烧2_3小时，粉碎成纳米粉末； b、将海泡石以外的各原料加热熔融后，澄清1-2小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒； C、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。

　　全文摘要

　　本发明公开了一种改进型7075铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，其包括配料、熔炼、浇铸、热处理四个步骤。本发明改进型7075铝合金中添加了适量的稀土元素Y、La、Gd，能与合金发生有效的微合金化作用，从而提高合金的抗应力腐蚀性能以及强度性能。本发明加工出来的铝合金冰箱发泡模铸件具有良好的机械性能、强度高，可使用性好，内部组织致密性好，不存在气孔和起皮缺陷，耐磨性好，抗腐蚀性能、抗氧化性好，膨胀系数小等优点。

　　文档编号C22F1/053GK103014457SQ201210503590

　　公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月1日 优先权日2012年12月1日

　　发明者张继发 申请人:滁州佳诚模具制造有限公司

　　专利名称：高强韧冷作模具钢及其加工工艺的制作方法

　　技术领域：

　　本发明涉及一种高强韧冷作模具钢及其加工工艺，属于合金钢制造工艺技术领域。

　　背景技术：

　　冷作模具钢主要用于使金属在冷状态下变形的冷作模具。如冷冲裁模、冷冲压模、冷拉深模、压印模、冷挤压模、螺纹压制模、粉末压制模、冷镦模、冷挤压模、压弯模及拉丝模等。目前我国常用的冷作模具钢仍是高碳高铬模具钢Crl2MoV，D2等。Crl2MoV，D2虽然有较高的硬度和耐磨性，但其碳化物偏析严重，易导致方向性变形和强韧性降低，如果碳化物偏析过于严重易造成模具热处理后断裂。为了提高这类钢的强韧性，除了在工艺上 进行改进外，还需开发一些新的冷作模具钢冷作模具钢。

　　发明内容

　　本发明的目的是提供一种高强韧冷作模具钢及其加工工艺，以改善碳化物偏析，提高钢的强韧性和耐磨性。本发明的技术方案如下

　　高强韧冷作模具钢中各化学组分的重量百分比为c O. 80-1. 0%、Si O. 40-0. 80%、MnO. 2-0. 50%,Cr 8. 50-11. 0%、Mo1. 4-1. 60%,V O. 2-0. 40%,Nb O. 04-0. 06%,Ti 0.02-0.04%、Sc O. 05-0. 08%、P 彡 O. 020%、S 彡 O. 003%,余量为铁和杂质。高强韧冷作模具钢的加工工艺，包括如下步骤

　　(1)熔炼炼钢原料选择含碳量小于0.4%的废钢，将废钢加入真空感应熔炉内进行熔炼，熔炼温度为1400-1500°C，废钢熔化至1/3时，放入铬、钥合金熔化，在钢水出炉15-20min前，投入锰、硅、钒等合金，然后投入O. 2-0. 3%的脱氧剂，净化钢水的纯净度；

　　(2)钢水铸造成型钢锭将钢锭模预热至250-30(TC，注入钢水，浇注温度为1460-1510°C，保温40-50min后脱模保温缓冷，48小时后出炉；

　　(3)电渣重熔将钢锭作为自耗电极放入电渣重熔装置中进行二次精炼，降低气体和夹杂物的含量，获得成分均匀、组织致密、质量高钢锭；

　　(4)退火处理将电渣重熔后的钢锭加热至860-880V，保温4-5小时，然后以20-300C /小炉冷至500-550°C，出炉空冷，清理表面缺陷；

　　(5)锻造将钢锭加热至1150-1200°C进行锻造，终锻温度940-960°C，锻造比3-4:1，得到钢锻件；

　　(6)退火处理先以60-80°C/小时的升温速度将锻件加热至860-910°C，保温4-5小时，以20-30 V /小炉冷至720-750 V，保温2_4小时，再以30-40 V /小时冷却至450-500°C，出炉空冷；

　　(7)淬火回火采用低淬低回的热处理方式，即1020-1040°C淬火，180-220°C两次回火，每次回火2h ；(8)喷丸、抛光处理淬火回火后，进行喷丸处理可以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应力状态，进行模具抛光处理，可消除模具表面缺陷而提高模具寿命。所述步骤(2)中脱氧剂为硅钙合金。本发明的有益效果

　　本发明采用稀土元素Sc进行变质处理，可以改善冷作模具钢凝固过程中碳化物的偏析，有利于冷作模具钢性能的提高。本发明采用了合理的热处理工艺，合适的退火处理以及采用低淬低回的方式，使模具钢的硬度性能和耐冲击性能都有显著提高。本发明的高强韧冷作模具钢与现有的冷作模具钢相比，具有更高的耐磨性、强韧性以及抗回火稳定性。由于本发明冷作模具钢综合性能俱佳，可适用制作的模具范围广，可代替Crl2MoV，D2类钢模具提高其韧性和耐磨性，使其寿命大大提高，降低生产使用成本，减少或避免在大冲击载荷、工作速度高、高精度长寿命等特殊环境下使用模具寻在的不耐磨、韧性差崩刃、断裂等问题。

　　具体实施例方式

　　高强韧冷作模具钢中各化学组分的重量百分比为c O. 80-1. 0%、Si O. 40-0. 80%、MnO. 2-0. 50%,Cr 8. 50-11. 0%、Mo1. 4-1. 60%,V O. 2-0. 40%,Nb O. 04-0. 06%,Ti 0.02-0.04%、Sc O. 05-0. 08%、P 彡 O. 020%、S 彡 O. 003%,余量为铁和杂质。高强韧冷作模具钢的加工工艺，包括如下步骤

　　(1)熔炼炼钢原料选择含碳量小于O.4%的废钢，将废钢加入真空感应熔炉内进行熔炼，熔炼温度为1450°C，废钢熔化至1/3时，放入铬、钥合金熔化，在钢水出炉15min前，投入锰、硅、钒等合金，然后投入O. 3%的脱氧剂硅钙合金，净化钢水的纯净度；

　　(2)钢水铸造成型钢锭将钢锭模预热至280°C，注入钢水，浇注温度为1480°C，保温50min后脱模保温缓冷，48小时后出炉；

　　(3)电渣重熔将钢锭作为自耗电极放入电渣重熔装置中进行二次精炼，降低气体和夹杂物的含量，获得成分均匀、组织致密、质量高钢锭；

　　(4)退火处理将电渣重熔后的钢锭加热至870°C，保温5小时，然后以20°C/小炉冷至520°C，出炉空冷，清理表面缺陷；

　　(5)锻造将钢锭加热至1150°C进行锻造，终锻温度950°C，锻造比3:1，得到钢锻件；

　　(6)退火处理先以70°C/小时的升温速度将锻件加热至880°C，保温5小时，以30°C /小炉冷至720°C，保温3小时，再以0°C /小时冷却至450°C，出炉空冷；

　　(7)淬火回火采用低淬低回的热处理方式，即1020°C淬火，200°C两次回火，每次回火

　　2h ；

　　(5)喷丸、抛光处理淬火回火后，进行喷丸处理可以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应力状态，进行模具抛光处理，可消除模具表面缺陷而提高模具寿命。经检验，产物化学成分为CO. 94%、Si O. 52%、Mn O. 35%、Cr 9. 80%、Mo1. 53%、VO. 28%、Nb O. 051%、Ti O. 036%、Sc O. 072%、P O. 015%、S O. 002%，余量为铁和杂质。力学性

　　能为抗拉强度1660MPa，屈服强度1340MPa，伸长率15%，断面收缩率49%，冲击韧性值12J/

　　2

　　cm ο

　　权利要求

　　1.一种高强韧冷作模具钢，其特征在于，该模具钢中各化学组分的重量百分比为CO.80-1. 0%、Si O. 40-0. 80%、Mn O. 2-0. 50%、Cr 8. 50-11. 0%、Mo1. 4-1. 60%、V O. 2-0. 40%、Nb O. 04-0. 06%、Ti O. 02-0. 04%、Sc O. 05-0. 08%、P 彡 O. 020%、S 彡 O. 003%，余量为铁和杂质。

　　2.一种如权利要求1所述的高强韧冷作模具钢的加工工艺，其特征在于包括如下步骤 (O熔炼炼钢原料选择含碳量小于O. 4%的废钢，将废钢加入真空感应熔炉内进行熔炼，熔炼温度为1400-1500°C，废钢熔化至1/3时，放入铬、钥合金熔化，在钢水出炉15-20min前，投入锰、硅、钒等合金，然后投入O. 2-0. 3%的脱氧剂，净化钢水的纯净度； (2)钢水铸造成型钢锭将钢锭模预热至250-30(TC，注入钢水，浇注温度为1460-1510°C，保温40-50min后脱模保温缓冷，48小时后出炉； (3)电渣重熔将钢锭作为自耗电极放入电渣重熔装置中进行二次精炼，降低气体和夹杂物的含量，获得成分均匀、组织致密、质量高钢锭； (4)退火处理将电渣重熔后的钢锭加热至860-880°C，保温4-5小时，然后以20-300C /小炉冷至500-550°C，出炉空冷，清理表面缺陷； (5)锻造将钢锭加热至1150-1200°C进行锻造，终锻温度940-960°C，锻造比3-4:1，得到钢锻件； (6)退火处理先以60-80°C/小时的升温速度将锻件加热至860-910°C，保温4-5小时，以20-30 V /小炉冷至720-750 V，保温2_4小时，再以30-40 V /小时冷却至450-500°C，出炉空冷； (7)淬火回火采用低淬低回的热处理方式，即1020-1040°C淬火，180-220°C两次回火，每次回火2h ； (8)喷丸、抛光处理淬火回火后，进行喷丸处理可以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应力状态，进行模具抛光处理，可消除模具表面缺陷而提高模具寿命。

　　3.根据权利要求2所述的高韧性高耐磨冷作模具钢的加工工艺，其特征在于，所述步骤(2)中脱氧剂为硅钙合金。

　　全文摘要

　　本发明公开了一种高强韧冷作模具钢及其加工工艺，该模具钢中各化学组分的重量百分比为C0.80-1.2%、Si0.40-0.80%、Mn0.2-0.50%、Cr8.50-11.0%、Mo1.4-1.60%、V0.2-0.40%、Nb0.04-0.06%、Ti0.02-0.04%、Sc0.05-0.08%、P≤0.020%、S≤0.003%，余量为铁和杂质。本发明采用稀土元素Sc进行变质处理，可以改善冷作模具钢凝固过程中碳化物的偏析，有利于冷作模具钢性能的提高。本发明采用了合理的热处理工艺，合适的退火处理以及采用低淬低回的方式，使模具钢的硬度性能和耐冲击性能都有显著提高。本发明的高强韧冷作模具钢与现有的冷作模具钢相比，具有更高的耐磨性、强韧性以及抗回火稳定性。

　　文档编号C22C38/28GK103014511SQ20121050359

　　公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月1日 优先权日2012年12月1日

　　发明者王元军 申请人:滁州市成业机械制造有限公司

　　专利名称：高强度冷挤压模具钢及其加工工艺的制作方法

　　技术领域：

　　本发明涉及一种高强度冷挤压模具钢及其加工工艺，属于合金钢制造工艺技术领域。

　　背景技术：

　　冷挤压模具钢是指适宜制作在常温状态对金属进行冷挤压加工用模具的工具钢，是冷作模具钢中的一种，冷挤压模具工作环境极其恶劣，在挤压过程中凹模经常承受外套的预压应力和挤压过程中的拉伸应力，凸模则承受巨大的压应力。工件在变形过程中所产生的热量也部分地被模具吸收，所以冷挤压模具钢需要具有较高的高温强度和热稳定性

　　发明内容

　　本发明的目的是提供一种高强度冷挤压模具钢及其加工工艺，提高钢的强度、耐磨性以及热稳定性。本发明的技术方案如下

　　高强度冷挤压模具钢中各化学组分的重量百分比为c O. 2-0.6%、Si ( 0.50%、Mn ( O. 50%, Cr 11. 50-15. 0%, Mo O. 6-0. 80%, V O. 6-1. 10%、Nb O. 04-0. 08%, CeO. 02-0. 05%、Y O. 02-0. 03%、P 彡 O. 030%、S 彡 O. 02%,余量为铁和杂质。高强度冷挤压模具钢的加工工艺，包括如下步骤

　　(1)熔炼炼钢原料选择含碳量小于0.4%的废钢，将废钢加入真空感应熔炉内进行熔炼，熔炼温度为1480-1550°C，废钢熔化至1/3时，放入铬、钥合金熔化，在钢水出炉15-20min前，投入锰、硅、钒、铌等合金，然后投入O. 2-0. 3%的脱氧剂，净化钢水的纯净度；

　　(2)钢水铸造成型钢锭将钢锭模预热至280-320°C，注入钢水，浇注温度为1480-1520 V，保温40-50min后脱模保温缓冷，48小时后出炉；

　　(3)电渣重熔将钢锭作为自耗电极放入电渣重熔装置中进行二次精炼，降低气体和夹杂物的含量，获得成分均匀、组织致密、质量高钢锭；

　　(4)退火处理将电渣重熔后的钢锭加热至850-880°C，保温4-5小时，然后以20-300C /小炉冷至520-550°C，出炉空冷，清理表面缺陷；

　　(5 )锻造将钢锭加热至1150-1250 V进行锻造，终锻温度940-960 V，锻造比3-4:1，得到钢锻件；

　　(6)退火处理先以60-80°C/小时的升温速度将锻件加热至860-910°C，保温1_2小时，以20-30 V /小炉冷至720-750 V，保温1_2小时，再以30-40 V /小时升温至850-880°C，保温1-2小时，最后以50_60°C /小时炉冷至480_510°C，出炉空冷至室温；

　　(7)淬火回火采用低淬低回的热处理方式，即1040-1060°C淬火，220-250°C两次回火，每次回火2h ；

　　(8)喷丸、抛光处理淬火回火后，进行喷丸处理可以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应力状态，进行模具抛光处理，可消除模具表面缺陷而提高模具寿命。

　　所述步骤(I)中脱氧剂为硅锰合金。本发明的有益效果

　　本发明配入少量的Nb，其和V在钢中最终形成Nb (C，N)、V (C，N)，能够使晶粒细化，并有时效特性，稀土元素Ce、Y能净化钢液，改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能等。本发明采用了合理的热处理工艺，合适的退火处理以及采用低淬低回的方式，使模具钢的硬度性能和耐冲击性能都有显著提高。本发明的高强度冷挤压模具钢与现有的冷挤压模具钢相比，具有更高的耐磨性、强度以及抗回火稳定性。由于本发明冷挤压模具钢综合性能俱佳，可适用制作的模具范围广，使其寿命大大提高，降低生产使用成本，减少或避免在大冲击载荷、工作速度高、高精度长寿命等特殊环境下使用模具寻在的不耐磨、韧性差崩刃、断裂等问题。

　　具体实施例方式

　　高强度冷挤压模具钢中各化学组分的重量百分比为C0. 2-0. 6%、Si ( O. 50%、Mn ( O. 50%, Cr 11. 50-15. 0%, Mo O. 6-0. 80%, V O. 6-1. 10%、Nb O. 04-0. 08%, CeO. 02-0. 05%、Y O. 02-0. 03%、P 彡 O. 030%、S 彡 O. 02%,余量为铁和杂质。高强度冷挤压模具钢的加工工艺，包括如下步骤

　　(1)熔炼炼钢原料选择含碳量小于O.4%的废钢，将废钢加入真空感应熔炉内进行熔炼，熔炼温度为1550°C，废钢熔化至1/3时，放入铬、钥合金熔化，在钢水出炉18min前，投入锰、硅、钒、铌等合金，然后投入O. 3%的脱氧剂硅锰合金，净化钢水的纯净度；

　　(2)钢水铸造成型钢锭将钢锭模预热至310°C，注入钢水，浇注温度为1500°C，保温45min后脱模保温缓冷，48小时后出炉；

　　(3)电渣重熔将钢锭作为自耗电极放入电渣重熔装置中进行二次精炼，降低气体和夹杂物的含量，获得成分均匀、组织致密、质量高钢锭；

　　(4)退火处理将电渣重熔后的钢锭加热至860°C，保温5小时，然后以30°C/小炉冷至530°C，出炉空冷，清理表面缺陷；

　　(5)锻造将钢锭加热至1250°C进行锻造，终锻温度950°C，锻造比3:1，得到钢锻件；

　　(6)退火处理先以70°C/小时的升温速度将锻件加热至880°C，保温1. 5小时，以300C /小炉冷至730°C，保温2小时，再以40°C /小时升温至860°C，保温1. 5小时，最后以600C /小时炉冷至500°C，出炉空冷至室温；

　　(7)淬火回火采用低淬低回的热处理方式，即1060°C淬火，250°C两次回火，每次回火

　　2h ；

　　(8)喷丸、抛光处理淬火回火后，进行喷丸处理可以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应力状态，进行模具抛光处理，可消除模具表面缺陷而提高模具寿命。经检验，产物化学成分为CO. 36%、Si O. 41%、Mn O. 32%、Cr 13. 85%、Mo O. 73%、V

　　O.98%、Nb O. 065%、Ce O. 033%、Y O. 024%、P O. 012%、S O. 008%，余量为铁和杂质。力学性

　　能为抗拉强度1320MPa，屈服强度1080MPa，伸长率14%，断面收缩率48%，冲击韧性值13J/

　　2

　　cm ο

　　权利要求

　　1.一种高强度冷挤压模具钢，其特征在于，该模具钢中各化学组分的重量百分比为C O. 2-0. 6%、Si ( O. 50%、Mn ( O. 50%、Cr 11. 50-15. 0%、Mo O. 6-0. 80%、V O. 6-1. 10%、NbO.04-0. 08%、Ce O. 02-0. 05%、Y O. 02-0. 03%、P 彡 O. 030%、S 彡 O. 02%,余量为铁和杂质。

　　2.一种如权利要求1所述的高强度冷挤压模具钢的加工工艺，其特征在于包括如下步骤 (O熔炼炼钢原料选择含碳量小于O. 4%的废钢，将废钢加入真空感应熔炉内进行熔炼，熔炼温度为1480-1550°C，废钢熔化至1/3时，放入铬、钥合金熔化，在钢水出炉15-20min前，投入锰、硅、钒、铌等合金，然后投入O. 2-0. 3%的脱氧剂，净化钢水的纯净度； (2)钢水铸造成型钢锭将钢锭模预热至280-320°C，注入钢水，浇注温度为1480-1520 V，保温40-50min后脱模保温缓冷，48小时后出炉； (3)电渣重熔将钢锭作为自耗电极放入电渣重熔装置中进行二次精炼，降低气体和夹杂物的含量，获得成分均匀、组织致密、质量高钢锭； (4)退火处理将电渣重熔后的钢锭加热至850-880°C，保温4-5小时，然后以20-300C /小炉冷至520-550°C，出炉空冷，清理表面缺陷； (5)锻造将钢锭加热至1150-1250°C进行锻造，终锻温度940-960°C，锻造比3-4:1，得到钢锻件； (6)退火处理先以60-80°C/小时的升温速度将锻件加热至860-910°C，保温1_2小时，以20-30 V /小炉冷至720-750 V，保温1-2小时，再以30-40 V /小时升温至850-880°C，保温1-2小时，最后以50_60°C /小时炉冷至480_510°C，出炉空冷至室温； (7)淬火回火采用低淬低回的热处理方式，即1040-1060°C淬火，220-250°C两次回火，每次回火2h ； (8)喷丸、抛光处理淬火回火后，进行喷丸处理可以形成表面压应力层，改变淬火回火处理后的表面拉应力状态，进行模具抛光处理，可消除模具表面缺陷而提高模具寿命。

　　3.根据权利要求2所述的高强度冷挤压模具钢的加工工艺，其特征在于，所述步骤(I)中脱氧剂为娃猛合金。

　　全文摘要

　　本发明公开了一种高强度冷挤压模具钢及其加工工艺，该模具钢中各化学组分的重量百分比为C1.2-1.6%、Si≤0.50%、Mn≤0.50%、Cr11.50-15.0%、Mo0.6-0.80%、V0.6-1.10%、Nb0.04-0.08%、Ce0.02-0.05%、Y0.02-0.03%、P≤0.030%、S≤0.02%，余量为铁和杂质。本发明配入少量的Nb，其和V在钢中最终形成Nb(C，N)、V(C，N)，能够使晶粒细化，并有时效特性，稀土元素Ce、Y能净化钢液，改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能等。本发明的高强度冷挤压模具钢与现有的冷作模具钢相比，具有更高的耐磨性、强韧性以及抗回火稳定性。

　　文档编号C22C38/26GK103014510SQ20121050359

　　公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月1日 优先权日2012年12月1日

　　发明者王元军 申请人:滁州市成业机械制造有限公司

　　专利名称：改进型5052铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺的制作方法

　　技术领域：

　　本发明涉及一种改进型5052铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，属于铝合金材料加工技术领域。

　　背景技术：

　　冰箱发泡模作为冰箱生产的制造的一个重要模具，其加工制造的好坏，将直接关系到整个产品的优劣，甚至会影响整个产品制造的成败。目前可作为冰箱发泡模的材料有金属和非金属两类，采用金属制做的发泡模无疑能运用于大批量及高速生产中，发泡模金属材料有铝、铜、低熔点合金、镍、铁、锌合金等。其中铝合金制做的发泡模应用最广泛，其具有导热性能好、容易调节模具温度，不易生锈和被腐蚀，容易维修、保管、造价低廉、制做时间段等优点。但是铝合金发泡模还存在着质软、强度低、内部组织致密性差等缺点，因此，急需研发一种高性能的铝合金冰箱发泡模。

　　发明内容

　　本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高性能的改进型5052铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，提高铝合金冰箱发泡模的综合性能。本发明采用的技术方案如下

　　改进型5052铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，包括以下步骤

　　(1)配料

　　按照元素质量百分数满足如下要求Si彡O. 25%、Fe ( O. 4%、Cu ( O. 1%、Mn ( O. 1%、Mg 2. 2-2. 8%, Cr O. 15-0. 35%、Zn ( O. l%、Ce O. 04-0. 07%、Pr O. 03-0. 05%、Y O. 05-0. 08%,其他杂质元素合计< O. 15%、其余为Al，进行配料；

　　(2)熔炼

　　将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在720-750°C，投料30-50min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在710-74(TC条件下静置保持20-30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；

　　(3)浇铸

　　铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在685-725°C，铸造速度控制35-45mm/min，冷却水流量控制在1150-1250 Ι/min ；

　　(4)热处理

　　对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下先升温至310-320°C下，保温2-3h，每小时70-90°C升温加热至540-560°C下保温6_8h，然后空气冷却，再每小时60-80°C升温加热至350-380°C，并保温度5_6h ;再降温至160-180°C下保温3_4h，空冷至室

　　温即可。所述的覆盖剂为60-70%的玻璃和30-40%的白云石组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得碳酸钾5-8、氟化钙3-5、硫酸钠3-5、石墨粉5-8、氟硅酸钠8_10、氯化铝5-8、萤石8-10、树木灰5-8、NaBF4 8-10、氧化锌5-8 ；

　　所述的精炼剂制备方法如下

　　a、将上述重量份的海泡石用10-15%盐酸浸泡3-4小时,去尚子水洗漆,再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530°C下煅烧2_3小时，粉碎成纳米粉末；

　　b、将萤石以外的各原料加热熔融后，澄清1-2小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒；

　　C、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。本发明的有益效果

　　本发明改进型5052铝合金中添加了适量的稀土元素Pr、Ce、Y，能够有效减小铝合金的枝晶间距，细化铸态晶粒，提高铝合金的力学性能。本发明加工出来的铝合金冰箱发泡模铸件具有良好的机械性能、强度高，耐热性好、可使用性好，内部组织致密性好，不存在气孔和起皮缺陷，耐磨性好，抗腐蚀性能、抗氧化性好，膨胀系数小等优点。

　　具体实施例方式

　　改进型5052铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，包括以下步骤

　　(1)配料

　　按照元素质量百分数满足如下要求Si彡O. 25%、Fe ( O. 4%、Cu ( O. 1%、Mn ( O. 1%、Mg 2. 2-2. 8%, Cr O. 15-0. 35%、Zn ( O. l%、Ce O. 04-0. 07%、Pr O. 03-0. 05%、Y O. 05-0. 08%,其他杂质元素合计< O. 15%、其余为Al，进行配料；

　　(2)熔炼

　　将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在740°C，投料40min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在725°C条件下静置保持30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；

　　(3)浇铸

　　铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在705°C，铸造速度控制40mm/min，冷却水流量控制在1200 Ι/min ；

　　(4)热处理

　　对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下先升温至315°C下，保温3h，每小时80°C升温加热至550°C下保温6h，然后空气冷却，再每小时70°C升温加热至365°C，并保温度5h ;再降温至180°C下保温4h。空冷至室温即可。其中，所述的覆盖剂为65%的玻璃和35%的白云石组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得碳酸钾7份、氟化钙5份、硫酸钠4份、石墨粉6份、氟硅酸钠8份、氯化铝6份、萤石9份、树木灰8份、NaBF4 9份、氧化锌6份；

　　所述的精炼剂制备方法如下

　　a、将上述重量份的海泡石用10%盐酸浸泡4小时,去离子水洗漆,再用12%氢氧化钠溶液浸泡4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在520°C下煅烧3小时，粉碎成纳米粉末；

　　b、将萤石以外的各原料加热熔融后，澄清2小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒；

　　C、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。经检验，产物化学成分为Si O. 213%、Fe O. 325%、Cu O. 072%、Mn O. 087%、Mg

　　2.584%、Cr O. 282%、Zn O. 079%、Ce O. 062%、Pr O. 047%、Y O. 075%,其他杂质元素合计

　　O.122%、其余为Al ;力学性能为抗拉强度371Mpa，O. 2%屈服强度245Mpa，伸长率15%，弹性模量6 IGpa。

　　权利要求

　　1.改进型5052铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，其特征在于包括以下步骤 (1)配料 按照元素质量百分数满足如下要求Si彡O. 25%、Fe ( O. 4%、Cu ( O. 1%、Mn ( O. 1%、Mg 2. 2-2. 8%, Cr O. 15-0. 35%、Zn ( O. l%、Ce O. 04-0. 07%、Pr O. 03-0. 05%、Y O. 05-0. 08%,其他杂质元素合计< O. 15%、其余为Al，进行配料； (2)熔炼 将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在720-750°C，投料30-50min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在710-74(TC条件下静置保持20-30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量； (3)浇铸 铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在685-725°C，铸造速度控制35-45mm/min，冷却水流量控制在1150-1250 Ι/min ； (4)热处理 对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下先升温至310-320°C下，保温2-3h，每小时70-90°C升温加热至540-560°C下保温6_8h，然后空气冷却，再每小时60-80°C升温加热至350-380°C，并保温度5_6h ;再降温至160-180°C下保温3_4h，空冷至室温即可。

　　2.根据权利要求1所述的改进型5052铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，其特征在于，所述的覆盖剂为60-70%的玻璃和30-40%的白云石组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得碳酸钾5-8、氟化钙3-5、硫酸钠3-5、石墨粉5-8、氟硅酸钠8_10、氯化铝5-8、萤石 8-10、树木灰 5-8、NaBF4 8-10、氧化锌 5-8 ； 所述的精炼剂制备方法如下 a、将上述重量份的海泡石用10-15%盐酸浸泡3-4小时,去尚子水洗漆,再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530°C下煅烧2_3小时，粉碎成纳米粉末； b、将萤石以外的各原料加热熔融后，澄清1-2小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒； C、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。

　　全文摘要

　　本发明公开了一种改进型5052铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，其包括配料、熔炼、浇铸、热处理四个步骤。本发明改进型5052铝合金中添加了适量的稀土元素Pr、Ce、Y，能够有效减小铝合金的枝晶间距，细化铸态晶粒，提高铝合金的力学性能。本发明加工出来的铝合金冰箱发泡模具铸件有良好的机械性能、强度高，耐热性好、可使用性好，内部组织致密性好，不存在气孔和起皮缺陷，耐磨性好，抗腐蚀性能、抗氧化性好，膨胀系数小等优点。

　　文档编号C22C21/08GK103014447SQ20121050359

　　公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月1日 优先权日2012年12月1日

　　发明者郭茂明, 方先好, 张继发 申请人:滁州佳诚模具制造有限公司

　　专利名称：改进型2014铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺的制作方法

　　技术领域：

　　本发明涉及一种改进型2014铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，属于铝合金材料加工技术领域。

　　背景技术：

　　冰箱发泡模作为冰箱生产的制造的一个重要模具，其加工制造的好坏，将直接关系到整个产品的优劣，甚至会影响整个产品制造的成败。目前可作为冰箱发泡模的材料有金属和非金属两类，采用金属制做的发泡模无疑能运用于大批量及高速生产中，发泡模金属材料有铝、铜、低熔点合金、镍、铁、锌合金等。其中铝合金制做的发泡模应用最广泛，其具有导热性能好、容易调节模具温度，不易生锈和被腐蚀，容易维修、保管、造价低廉、制做时间段等优点。但是铝合金发泡模还存在着质软、强度低、内部组织致密性差等缺点，因此，急需研发一种高性能的铝合金冰箱发泡模。

　　发明内容

　　本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高性能的改进型2014铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，提高铝合金冰箱发泡模的综合性能。本发明采用的技术方案如下

　　改进型2014铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，其特征在于包括以下步骤

　　(1)配料

　　按照元素质量百分数满足如下要求Si O. 5-1. 2%、Fe ( O. 7%、Cu 3. 9-5. 0%、Mn O. 4-1. 2%、Mg O. 2-0. 8%、Cr ( O. 1%、Zn ( O. 25%、Ti ( O. 15%、La O. 05-0. 10%, Y

　　O.04-0. 06%、Sc O. 03-0. 05%，其他杂质元素合计< O. 15%、其余为Al，进行配料；

　　(2)熔炼

　　将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在705-750°C，投料30-50min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在710-740°C条件下静置保持20-30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；

　　(3)浇铸

　　铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在670-715°C，铸造速度控制35-45mm/min，冷却水流量控制在950-1050 Ι/min ；

　　(4)热处理

　　对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下先升温至310-330°C下，保温2-3h，每小时70-90°C升温加热至540-560°C下保温6_8h，然后空气冷却，再每小时60-80°C升温加热至360-380°C，并保温度5_6h ;再降温至160-180°C下保温3_4h，空冷至室

　　温即可。所述的覆盖剂为40-50%的苏打和50-60%的硼砂组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得氯化钾5-8、氟化钙3-5、硝酸钠3-5、石墨粉5-8、氟硅酸钠8_10、氯化铝 5-8、海泡石 8-10、树木灰 5-8、Na2TiF6 8-10, NaF 5-8 ；

　　所述的精炼剂制备方法如下

　　a、将上述重量份的海泡石用10-15%盐酸浸泡3-4小时,去尚子水洗漆,再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530°C下煅烧2_3小时，粉碎成纳米粉末；

　　b、将海泡石以外的各原料加热熔融后，澄清1-2小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒；

　　C、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。

　　本发明的有益效果

　　本发明改进型2014铝合金中添加了适量的稀土元素La、Y、Sc，能使合金裂纹的形成温度降低，从而提高合金的断裂应力值，降低合金的热裂倾向，提高合金的耐热性。本发明加工出来的铝合金冰箱发泡模铸件具有良好的机械性能、强度高，耐热性好、可使用性好，内部组织致密性好，不存在气孔和起皮缺陷，耐磨性好，抗腐蚀性能、抗氧化性好，膨胀系数小等优点。

　　具体实施例方式 改进型2014铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，包括以下步骤

　　(1)配料

　　按照元素质量百分数满足如下要求Si O. 5-1. 2%、Fe ( O. 7%、Cu 3. 9-5. 0%、Mn O. 4-1. 2%、Mg O. 2-0. 8%、Cr ( O. 1%、Zn ( O. 25%、Ti ( O. 15%、La O. 05-0. 10%, Y

　　O.04-0. 06%、Sc O. 03-0. 05%，其他杂质元素合计< O. 15%、其余为Al，进行配料；

　　(2)熔炼

　　将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在730°C，投料45min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在730°C条件下静置保持30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量；

　　(3)浇铸

　　铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在690°C，铸造速度控制40mm/min，冷却水流量控制在980 Ι/min ；

　　(4)热处理

　　对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下先升温至320°C下，保温3h，每小时80°C升温加热至550°C下保温7h，然后空气冷却，再每小时70°C升温加热至365°C，并保温度6h ;再降温至175°C下保温3h，空冷至室温即可。

　　其中，所述的覆盖剂为50%的苏打和50%的硼砂组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得氯化钾6份、氟化钙4份、硝酸钠5份、石墨粉7份、氟硅酸钠9份、氯化铝8份、海泡石10份、树木灰6份、Na2TiF6 8份、NaF 6份；

　　所述的精炼剂制备方法如下

　　a、将上述重量份的海泡石用15%盐酸浸泡3小时,去离子水洗漆,再用12%氢氧化钠溶液浸泡4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在510°C下煅烧3小时，粉碎成纳米粉末；b、将海泡石以外的各原料加热熔融后，澄清2小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒；

　　C、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。经检验，产物化学成分为Si O. 895%、Fe O. 566%、Cu 4. 634%、Mn O. 728%、Mg O.514%、Cr O. 067%、Zn O. 165%、Ti O. 114%、La O. 092%、Y O. 056%、Sc O. 044%,其他杂质元素合计O. 116%、其余为Al ;力学性能为抗拉强度475Mpa，屈服强度362Mpa，伸长率14%，弹性模量68Gpa。

　　权利要求

　　1.改进型2014铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，其特征在于包括以下步骤 (1)配料 按照元素质量百分数满足如下要求Si O. 5-1. 2%、Fe ( O. 7%、Cu 3. 9-5. 0%、Mn O. 4-1. 2%、Mg O. 2-0. 8%、Cr ( O. 1%、Zn ( O. 25%、Ti ( O. 15%、La O. 05-0. 10%, YO.04-0. 06%、Sc O. 03-0. 05%，其他杂质元素合计< O. 15%、其余为Al，进行配料； (2)熔炼 将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，炉内控制在705-750°C，投料30-50min后，待炉内出现铝水时，加入覆盖剂进行覆盖，开始搅拌，调整成分后，加入精炼剂经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，炉温在710-740°C条件下静置保持20-30min，然后利用氩气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量； (3)浇铸 铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铸件，铸造温度控制在670-715°C，铸造速度控制35-45mm/min，冷却水流量控制在950-1050 Ι/min ； (4)热处理 对铸件进行表面处理后，进行均匀化退火处理，具体过程如下先升温至310-330°C下，保温2-3h，每小时70-90°C升温加热至540-560°C下保温6_8h，然后空气冷却，再每小时60-80°C升温加热至360-380°C，并保温度5_6h ;再降温至160-180°C下保温3_4h，空冷至室温即可。

　　2.根据权利要求1所述的改进型2014铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，其特征在于，所述的覆盖剂为40-50%的苏打和50-60%的硼砂组成的混合物；所述的精炼剂由下列重量份原料制得氯化钾5-8、氟化钙3-5、硝酸钠3-5、石墨粉5-8、氟硅酸钠8_10、氯化铝5-8、海泡石 8-10、树木灰 5-8、Na2TiF6 8-10、NaF 5-8 ； 所述的精炼剂制备方法如下 a、将上述重量份的海泡石用10-15%盐酸浸泡3-4小时,去尚子水洗漆,再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530°C下煅烧2_3小时，粉碎成纳米粉末； b、将海泡石以外的各原料加热熔融后，澄清1-2小时，将上面的澄清液倒入水中冷淬，得到破碎的颗粒； C、将步骤a、b得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。

　　全文摘要

　　本发明公开了一种改进型2014铝合金冰箱发泡模铸件的加工工艺，其包括配料、熔炼、浇铸、热处理四个步骤。本发明改进型2014铝合金中添加了适量的稀土元素La、Y、Sc，能使合金裂纹的形成温度降低，从而提高合金的断裂应力值，降低合金的热裂倾向，提高合金的耐热性。本发明加工出来的铝合金冰箱发泡模铸件具有良好的机械性能、强度高，耐热性好、可使用性好，内部组织致密性好，不存在气孔和起皮缺陷，耐磨性好，抗腐蚀性能、抗氧化性好，膨胀系数小等优点。

　　文档编号C22C21/18GK103014464SQ20121050359

　　公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月1日 优先权日2012年12月1日

　　发明者郭茂明, 方先好, 张继发 申请人:滁州佳诚模具制造有限公司