專利名稱：制作受壓鋁合金殼體試樣的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金砂型重力鑄造的受壓鋁合金殼體的澆注制作方法，特別涉及一種制作受壓鋁合金殼體試樣的方法。本發(fā)明涉及的產品主要用于高壓、超高壓輸配電力系統(tǒng)中，屬于新能源，電子電器裝備安全等領域。
背景技術：
目前國內用于高壓、超高壓輸配電力系統(tǒng)中所用的鋁合金殼體產品的毛坯多為鑄造件，鋁合金殼體鑄造傳統(tǒng)方法是采用砂型低壓鑄造工藝來完成，這種鑄造工藝由于低壓澆注時間長，存在著生產效率低、鑄件本體組織晶粒粗大的缺陷，雖然經砂型低壓鑄造工藝 生產出的產品在爆破試驗時最低壓力能夠達到0. 4 0. 5MPa，達到了合格標準，由于鋁合金殼體產品受壓能力的強弱關系到高壓超高壓輸配電力系統(tǒng)整個電網運行的安全，因此必須通過提高鋁合金殼體產品受壓能力來提高其安全性以保證整個電網安全運行，要提高鋁合金殼體產品的受壓能力，用砂型低壓鑄造工藝方法十分困難。為了彌補上述缺陷，根據資料查詢，目前國外有少數單位正在研究使用砂型重力鑄造工藝來替代傳統(tǒng)的低壓鑄造工藝，這種方法生產出的鋁合金殼體產品受壓能力比砂型低壓工藝方法的受壓能力有較大幅度所提高。我公司一直致力于用砂型重力鑄造工藝提高受壓鋁合金殼體的受壓力的研究，積累了豐富的理論和實踐經驗。受壓鋁合金殼體產品在少量或批量制作之前，必須通過制作受壓鋁合金殼體試樣來確定受壓鋁合金殼體實際生產制作的工藝，現有制作受壓鋁合金殼體試樣的方法包括有工藝設計、制作模具、造型制芯、熔化精煉、合箱澆注、落砂清理、X光探傷、熱處理、機加工和爆破試驗步驟，經過上述步驟后完成受壓鋁合金殼體試樣的制作。受壓鋁合金殼體試樣制作完成后，受壓鋁合金殼體產品的實際制作工藝就按試樣的制作方法確定下來，受壓鋁合金殼體產品的實際制作工藝包括有爆破試驗步驟前的所有步驟和相關步驟的要求，即受壓鋁合金殼體產品的生產工藝中不包括爆破試驗步驟。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現有技術的不足，提供一種能使受壓鋁合金殼體產品受壓壓力更大、受壓穩(wěn)定性和安全性更高、生產效率高、受壓鋁合金殼體試樣受試項目完全、工藝合理的制作受壓鋁合金殼體試樣的方法。實現上述目的的技術方案是一種制作受壓鋁合金殼體試樣的方法，所述方法包括有工藝設計、制作模具、造型制芯、熔化精煉、合箱澆注、落砂清理、X光探傷、熱處理、機加工和爆破試驗步驟，熔化精煉采用的材料為AlSi7MgO. 3和細化劑，細化劑為鋁鍶合金或/和鋁鈦合金，在爆破試驗步驟后還設置有本體性能試驗、氧化渣含量分析、本體組織致密性分析、本體組織針孔度分析、修訂工藝設計和確定合金組成及精煉工藝的步驟，經過上述步驟后完成受壓鋁合金殼體試樣的制作。進一步，所述的本體性能試驗是在受壓鋁合金殼體產品上取樣進行抗拉強度、屈服強度和伸長率測試。進一步，所述的氧化渣含量分析是對受壓鋁合金殼體產品進行X光探傷。進一步，所述的本體組織致密性分析是通過金相分析方法對受壓鋁合金殼體進行本體組織致密性分析。進一步，所述的本體組織針孔度分析是通過金相分析方法對受壓鋁合金殼體進行本體組織針孔度分析。進一步，所述的修訂工藝設計是對爆破試驗、本體性能試驗、氧化渣含量分析、本體組織致密性分析和本體組織針孔度分析中未達到合格標準的項目進行工藝上的修訂使其達到合格標準。進一步，所述的確定合金組成及精煉工藝是調節(jié)鎂含量，調節(jié)鍶或/和鈦含量，鎂、鍶、鈦三者的合格標準分別是鎂含量為0. 25 0. 30%，鍶含量為0. 01 0. 02%，鈦含量 為0. 08 0. 15%，并根據鎂含量以及鍶或/和鈦含量調整精煉時間。更進一步，所述的抗拉強度、屈服強度和伸長率測試的合格標準為抗拉強度>165MPa、屈服強度> 135MPa和伸長率> I. 2%。采用上述技術方案的好處是由于本發(fā)明方法的受壓鋁合金殼體試樣受試項目十分完全，工藝合理方便，因此使得據此確定的受壓鋁合金殼體產品的生產工藝十分合理，生產的受壓鋁合金殼體產品受壓壓力更大，受壓穩(wěn)定性和安全性更高，從而使應用受壓鋁合金殼體產品的輸配電網運行的安全性大大提高。本發(fā)明確定的受壓鋁合金殼體產品的鋁合金砂型重力鑄造工藝與傳統(tǒng)的低壓鑄造工藝相比，生產效率可提高4 5倍，鑄件性能提高
I.5 2倍，本發(fā)明生產效率高，特別是受壓鋁合金殼體產品的受壓能力大大增加，受壓壓力更大，大大提高了受壓鋁合金殼體產品的受壓穩(wěn)定和安全性。


圖I為本發(fā)明的工藝流程方框圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
實施例如圖I所示，一種制作受壓鋁合金殼體試樣的方法，所述方法包括有工藝設計I、制作模具2、造型制芯3、熔化精煉4、合箱澆注5、落砂清理6、X光探傷7、熱處理8、機加工9和爆破試驗10步驟。在爆破試驗10步驟后還設置有本體性能試驗11、氧化渣含量分析
12、本體組織致密性分析13、本體組織針孔度分析14、修訂工藝設計15和確定合金組成及精煉工藝16的步驟。首先進行工藝設計1，根據受壓鋁合金殼體產品的結構、重量和壁厚要求，選擇分型面，計算出上型和下型高度；設計澆注系統(tǒng)中各部位的尺寸和形狀，使用過濾技術，確定激冷和補縮量，制作出受壓鋁合金殼體工藝圖；然后按照工藝圖進行制作模具
2;接著進行造型制芯3，采用樹脂砂造型；造型制芯3后將熔化精煉4的鋁液進行合箱澆注5 ;然后進行落砂清理6，清理鑄件；落砂清理6后進行X光探傷7 ；X光探傷7結束后進行熱處理8 ;熱處理8后進行機加工9 ;機加工9完成后進行爆破試驗10。在爆破試驗10步驟后進行本體性能試驗11，本體性能試驗11完成后再進行氧化渣含量分析12，接著進行本體組織致密性分析13和本體組織針孔度分析14，上述步驟完成后進行修訂工藝設計15，工藝設計修訂完成后進行確定合金組成及精煉工藝16，經過上述步驟后完成受壓鋁合金殼體試樣的制作。在上述各步驟中，其中
所述的熔化精煉4采用的材料為AlSi7MgO. 3和細化劑，細化劑為鋁鍶合金或/和鋁鈦合金(即細化劑為鋁鍶合金或鋁鈦合金，細化劑也可以采用鋁鍶合金和鋁鈦合金)，細化劑中鍶含量為0. Ol 0. 02%,鈦含量為0. 08 0. 15%，熔化精煉4溫度為720 730°C，熔化精煉4時間為10 25min，采 用密度當量儀測試鋁液的密度，鋁液的密度當量值< I. 5。熔化精煉4要求控制好溫度，溫度過低，鋁液流動性差，會產生過多氧化渣，溫度過高，也會產生過多氧化渣。所述的合箱澆注5溫度為680 720°C，控制好澆注溫度。所述的X光探傷7檢測鑄造缺陷，氣孔合格標準為 < 中華人民共和國國家標準GB/T9438-1999《鋁合金鑄件》中規(guī)定的四級，氧化渣合格標準為<中華人民共和國國家標準GB/T9438-1999《鋁合金鑄件》中規(guī)定的四級。所述的熱處理8為固溶處理和時效處理，固溶處理時的保溫溫度為530±5°C，保溫時間為8 12h，時效處理時的保溫溫度為165±5°C，保溫時間為6 7h。所述的機加工9合格標準是達到工藝設計I要求。所述的爆破試驗10的合格標準為最低壓力達到0. 6MPa。所述的本體性能試驗11是在受壓鋁合金殼體產品上取樣進行抗拉強度、屈服強度和伸長率測試。測試的合格標準為抗拉強度> 165MPa、屈服強度> 135MPa和伸長率>I. 2%。所述的氧化渣含量分析12是對受壓鋁合金殼體產品進行X光探傷檢測。氧化渣合格標準為級別<中華人民共和國國家標準GB/T9438-1999《鋁合金鑄件》中規(guī)定的三級。所述的本體組織致密性分析13是通過金相分析方法對受壓鋁合金殼體進行本體組織致密性分析。本體組織致密性分析的合格標準為級別>中華人民共和國國家標準GB/17946. 4-1999《鑄造鋁銅合金晶粒度圖譜》中對晶粒的五級規(guī)定。所述的本體組織針孔度分析14是通過金相分析方法對受壓鋁合金殼體進行本體組織針孔度分析。本體組織針孔度分析的合格標準為級別<中華人民共和國國家標準GB/17946. 4-1999《鑄造鋁銅合金晶粒度圖譜》中對針孔度的二級規(guī)定。所述的修訂工藝設計15是對爆破試驗10、本體性能試驗11、氧化渣含量分析12、本體組織致密性分析13和本體組織針孔度分析14中未達到合格標準的項目進行工藝上的修訂使其達到合格標準。所述的確定合金組成及精煉工藝16是調節(jié)鎂含量，調節(jié)鍶或/和鈦含量(如果在熔化精煉4中采用的細化劑為鋁鍶合金，此步驟中需要調節(jié)的是鍶的含量；如果在熔化精煉4中采用的細化劑為鋁鈦合金金，此步驟中需要調節(jié)的是鈦的含量；如果在熔化精煉4中采用的細化劑為鋁鍶合金和鋁鈦合金，此步驟中需要調節(jié)的是鍶和鈦的含量)。鎂、鍶、鈦三者的合格標準分別是鎂含量為0. 25 0. 30%,鍶含量為0. 01 0. 02%,鈦含量為0. 08
0.15%，根據鎂含量以及鍶或/和鈦含量調整精煉時間。本發(fā)明不限于上述實施例，凡采用等同替換或等效替換形成的技術方案均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。本發(fā)明方法制作受壓鋁合金殼體試樣采用的是鋁合金砂型重力鑄造工藝。本發(fā)明方法制作受壓鋁合金殼體試樣完成后，受壓鋁合金殼體產品的實際制作工藝就按試樣的制 作方法確定下來，受壓鋁合金殼體產品的實際制作工藝包括有爆破試驗步驟前的所有步驟和相關步驟的要求，即受壓鋁合金殼體產品的實際制作工藝中不包括爆破試驗步驟，機加工結束，再進行設計壓力2倍的水壓測試和氣密性測試，產品測試合格，可交付使用。
權利要求
1.一種制作受壓鋁合金殼體試樣的方法，所述方法包括有工藝設計(I)、制作模具(2)、造型制芯(3)、熔化精煉(4)、合箱澆注(5)、落砂清理(6)、X光探傷(7)、熱處理(8)、機加工(9)和爆破試驗(10)步驟，熔化精煉(4)采用的材料為AlSi7MgO. 3和細化劑，細化劑為鋁鍶合金或/和鋁鈦合金，其特征在于在爆破試驗(10)步驟后還設置有本體性能試驗(11)、氧化渣含量分析(12)、本體組織致密性分析(13)、本體組織針孔度分析(14)、修訂工藝設計(15)和確定合金組成及精煉工藝(16)的步驟，經過上述步驟后完成受壓鋁合金殼體試樣的制作。
2.根據權利要求I所述制作受壓鋁合金殼體試樣的方法，其特征在于所述的本體性能試驗(11)是在受壓鋁合金殼體產品上取樣進行抗拉強度、屈服強度和伸長率測試。
3.根據權利要求I所述制作受壓鋁合金殼體試樣的方法，其特征在于所述的氧化渣含量分析(12)是對受壓鋁合金殼體產品進行X光探傷。
4.根據權利要求I所述制作受壓鋁合金殼體試樣的方法，其特征在于所述的本體組織致密性分析(13)是通過金相分析方法對受壓鋁合金殼體進行本體組織致密性分析。
5.根據權利要求I所述制作受壓鋁合金殼體試樣的方法，其特征在于所述的本體組織針孔度分析(14)是通過金相分析方法對受壓鋁合金殼體進行本體組織針孔度分析。
6.根據權利要求I所述制作受壓鋁合金殼體試樣的方法，其特征在于所述的修訂工藝設計(15)是對爆破試驗(10)、本體性能試驗(11)、氧化渣含量分析(12)、本體組織致密性分析(13)和本體組織針孔度分析(14)中未達到合格標準的項目進行工藝上的修訂使其達到合格標準。
7.根據權利要求I所述制作受壓鋁合金殼體試樣的方法，其特征在于所述的確定合金組成及精煉工藝(16)是調節(jié)鎂含量，調節(jié)鍶或/和鈦含量，鎂、鍶、鈦三者的合格標準分別是鎂含量為0. 25 0. 30%,鍶含量為0. 01 0. 02%,鈦含量為0. 08 0. 15%，并根據鎂含量以及鍶或/和鈦含量調整精煉時間。
8.根據權利要求2所述制作受壓鋁合金殼體試樣的方法，其特征在于所述的抗拉強度、屈服強度和伸長率測試的合格標準為抗拉強度> 165MPa、屈服強度> 135MPa和伸長率> I. 2%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制作受壓鋁合金殼體試樣的方法，包括有工藝設計(1)、制作模具(2)、造型制芯(3)、熔化精煉(4)、合箱澆注(5)、落砂清理(6)、X光探傷(7)、熱處理(8)、機加工(9)和爆破試驗(10)步驟，熔化精煉(4)采用的材料為AlSi7Mg0.3和細化劑，細化劑為鋁鍶合金或/和鋁鈦合金，在爆破試驗(10)步驟后還設置有本體性能試驗(11)、氧化渣含量分析(12)、本體組織致密性分析(13)、本體組織針孔度分析(14)、修訂工藝設計(15)和確定合金組成及精煉工藝(16)的步驟，經過上述步驟后完成受壓鋁合金殼體試樣的制作。本發(fā)明方法工藝合理，使生產的受壓鋁合金殼體產品受壓壓力更大。
文檔編號G01N1/28GK102788719SQ20111013028
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權日2011年5月19日
發(fā)明者劉云華, 孫昌健, 左清, 張玉萍, 茍永錢, 許成山 申請人:江蘇迅隆科技發(fā)展有限公司