[发明专利]铝合金压铸机用高温结构陶瓷料管的生产工艺

说明书

本发明涉及铝合金压铸机用高温结构陶瓷料管的生产工艺，该工艺包括原料准备、研磨制浆、工件成型、生坯干燥、高温烧成、陶瓷内外圆加工、金属固定套安装、打码包装；所述原料准备中原料为氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅、氧化钙、氧化镁、氮化硼和氧化钇；将预混好的配合料和研磨球装入高速球磨机中；向高速球磨机中加入去离子水，研磨搅拌均匀后再加入助剂，研磨搅拌制得浆料；所述工件成型工艺为注浆法成型、注凝法成型、等静压成型工艺中的一种。该陶瓷材质大幅度地提高了料管的耐合金熔液的腐蚀性、耐磨性，满足了部分非超高压应用场景对料管的力学性能要求，该料管导热系数低，制造周期短，使用时无需额外使用冷却装置，维护成本低。

技术领域

本发明属于铝合金铸造业技术领域，具体涉及铝合金压铸机用高温结构陶瓷料管的生产工艺。

背景技术

铝合金压铸机是将熔化精炼后的高温铝合金熔液快速加压注入模具，冷却后形成铝合金铸件的成型设备。目前70％的铝合金铸件是采用高压冷室压铸的方式生产的，生产过程中采用汤勺将冶炼完成的铝合金熔液自料管浇口浇入料管中，料管尾端的压射头在压射杆的推动下，通过慢速压射、快速压射和增压三个工艺过程，将料管中的熔液推入模具中，铝液快速在模具中冷却成型，压射头退回料管尾端重新开始下一个周期的作业。料管是铝合金高压冷室压铸机上使用的关键消耗部件，料管的使用寿命、性能稳定性等使用性能指标，决定性地影响着压铸机的作业效率和压铸件生产合格率。

目前，铝合金压铸机用的料管大多采用热作模具钢H13棒材加工制作的，其生产工艺包括棒材切割、电火花打孔、车床开粗、淬火、回火、内外加工后氮化处理；其中，棒材切割中由于热作模具钢H13棒材为实心棒材，强度高，加工困难，费时费力，原材料利用率仅45％—60％；淬火回火后材料消除内应力后其硬度仅能达到HRC 42～48；为了保证料管内径尺寸精度和表面光洁度要求，需要对淬火、回火过程中发生变形的粗加工工件进行研磨，研磨时间长，加工费用高；而热作模具钢H13材料的氮化工序，则耗时达3—5天，还大大增加了生产厂的装备投资和制造费用。经过了氮化处理后的料管表面硬度有所提高，使用寿命延长。但在长时间使用后，表面硬度会逐渐老化、疲劳失效，浇口部位长时间受合金熔液的化学腐蚀、磨损以及内表面受热不均导致变形造成料管损坏。

与高温陶瓷相比，H13金属料管有耐腐蚀性差、导热系数高、热态力学性能在高温状态的降幅大等缺点，造成铝合金高压冷室压铸机生产的压铸件夹渣普遍、压射时合金熔液的回流几率高、料管更换频繁且更换初期铸件废品率高以及铸件制造成本高等问题无法得到有效解决。随着可压铸的铝合金件应用领域越来越广泛，商用压铸机吨位越来越大，料管使用寿命越来越短，目前最大的压铸机吨位已经达到8000吨，对应料管的使用寿命只有几千模，需要频繁更换料管。

为了提高料管在大吨位压铸机上的使用寿命，有人尝试采用耐腐蚀性更好、热力学性能更优异的德国进口S1.2888耐热合金钢制作料管，通过实际试验证明，其使用寿命达到了H13料管的2～3倍，但该材质料管的制造成本却达到H13料管的近20倍，不具有实际应用价值。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对上述缺陷，本发明提供一种铝合金压铸机用高温结构陶瓷料管的生产工艺，大幅度地提高了料管的耐合金熔液的腐蚀性、耐磨性，满足非超高压应用场景对的料管的力学性能要求，该料管的导热系数小，制造成本低、生产周期短，使用时无需额外使用冷却装置，维护成本低。

本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：铝合金压铸机用高温结构陶瓷料管的生产工艺，包括如下操作步骤：S1原料准备、S2研磨制浆、S3工件成型、S4生坯干燥、S5高温烧成、S6陶瓷内外圆加工、S7金属固定套安装、S8打码包装；

所述S1原料准备中准备的原料为氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅、氧化钙、氧化镁、氮化硼和氧化钇；

所述S2研磨制浆工艺中，将预混好的配合料和研磨球装入高速球磨机中，所述研磨球用量为配合料质量的30％～400％；向高速球磨机中加入所述配合料质量45～150％的去离子水，研磨搅拌均匀后再加入助剂，研磨搅拌制得浆料；