[发明专利]一种复杂镁合金结构件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料加工领域，尤其涉及一种复杂镁合金结构件的制造方法。

背景技术

镁及镁合金是目前可实际应用的金属材料中密度最小的，具有高比强度、高比刚度的优点，因而在航空、汽车、电子产品领域具有广阔的应用前景，并且已经得到应用。由于铸造方法生产镁合金相比于变形方法具有工艺流程短，成品率高等特点，目前大部分镁合金产品是以铸造方法生产的。

现在成熟的镁合金铸造方式主要是金属型铸造和砂型铸造。金属型铸造优点是金属型可以反复多次使用，生产效率高，尺寸精度好，表面质量优良；缺点是模具费用高，开模周期长，且因模具材料尺寸和加工设备的原因限制了金属型的尺寸，所以在小批量或大尺寸铸件生产时一般不使用金属型。砂型的优点是适用性强，单件、小批量、大批量均可使用；但缺点是铸件尺寸精度低，表面质量差。因此，提供一种生产周期短，生产效率高，尺寸精度好，表面质量高，且单价便宜，适合于复杂结构镁合金部件的试制及小批量生产的方法是目前需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种复杂镁合金结构件的制造方法，本发明提供的镁合金结构件的制备方法无需制作金属磨具，且相对于砂型模具铸件表面质量光滑，可用于复杂结构的镁合金部件的制备。

本发明提供了一种复杂镁合金结构件的制造方法，包括：

1)采用激光快速成型机对UG软件制得的图进行打印成型，得到树脂模型，

所述树脂模型包括工件、浇注系统、浇口和冒口；

2)在步骤1)得到的树脂模型的表面刷涂锆溶胶，然后撒上刚玉砂，固化得到固化白玉砂的模型；

3)将固化白玉砂的模型放入砂箱，浇灌石膏浆料，得到石膏模型；

4)将稀土镁合金通过真空差压铸造机在石膏模型中浇铸成型，得到复杂镁合金结构件。

优选的，所述打印成型的工艺参数为：分层厚度：0.08～0.35mm；扫描速度：7000～9000mm/s；成型速度：90-130cm³/h；成型材料：树脂砂。

优选的，所述刚玉砂的目数为60～150目。

优选的，所述步骤2)固化的温度为35～65℃。

优选的，所述石膏浆料由以下组分组成：α石膏25～35重量份，铝矾土粉20-30重量份，铝矾土砂10-23重量份，石英粉10-20重量份，硫酸镁5-15重量份，辅料1.5～3重量份及余量水。

优选的，所述步骤3)中浇灌石膏浆料后还包括将硬化的石膏型移入烘干炉烘干、脱蜡和焙烧，然后得到石膏模型。

优选的，所述焙烧的温度为500～700℃。

优选的，所述稀土镁合金，以重量份数计，由以下组分组成：

Al：8.5-9.5重量份，Zn：0.4-0.8重量份，RE：0.3-0.8重量份，Mn：0.1-0.3重量份，余量为Mg。

优选的，所述RE为含有75～85wt％的Y的混合稀土。

优选的，所述步骤4)浇铸成型的工艺参数为：升液充型速率20-100mm/s，同步工作压力：0.6～1.0MPa，工作压差0.15～0.4MPa，压差控制误差：±0.001MPa，保压时间20～40min。

与现有技术相比，本发明提供了一种复杂镁合金结构件的制造方法，包括：首先采用激光快速成型机对UG软件制得的图进行打印成型，得到树脂模型，所述树脂模型包括工件、浇注系统、浇口和冒口；然后将得到的树脂模型的表面刷涂锆溶胶，然后撒上刚玉砂，固化得到固化白玉砂的模型；然后将固化白玉砂的模型放入砂箱，浇灌石膏浆料，得到石膏模型；最后将稀土镁合金通过真空差压铸造机在石膏模型中浇铸成型，得到复杂镁合金结构件；与现有制造工艺相比，本发明工艺流程短，无需制作金属型模具；相比于砂型铸造，铸件表面质量光滑，尺寸精度好；采用3D打印技术制造蜡模，可做到近终成形；采用差压铸造工艺制备稀土镁合金铸件，性能较好，特别适合于复杂结构的镁合金部件的试制及小批量生产；而且通过实验结果检测表明，本发明得到的镁合金铸件抗拉强度、屈服强度和延伸率分别可高达273MPa、162MPa和7％。

附图说明

图1为实施例1得到的结构件的金相组织；

图2为实施例2得到的结构件的金相组织；

图3为实施例3得到的结构件的金相组织；

图4为实施例1得到的复杂镁合金结构件。

具体实施方式