鎂合金及其制造方法技術

在一種采用ＡＺ９１Ｄ合金通過擠壓鑄造來制造鑄造產品的方法中，ＡＺ９１Ｄ合金被加熱到液態；用該液態ＡＺ９１Ｄ合金來填充壓射缸；以及在壓射缸和模具之間形成密封。此外，液態合金通過注射單元在大于約６９兆帕（ＭＰａ）的壓力下以小于約５００毫米每秒（ｍｍ／ｓｅｃ）的澆口速度注入所述模具內；并且ＡＺ９１Ｄ合金在所述模具內固化以形成鑄造產品。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】本專利技術總體上涉及鑄造一種鎂合金。更特別地，本專利技術涉及用于鑄造AZ91D鎂合金的方法和系統。
技術介紹
某些汽車構件通常由傳統壓鑄法——例如高壓壓鑄法(“HPDC”)——制造的鋁合金形成。HPDC適于制造薄壁構件。HPDC構件可能具有因湍流和凝固收縮而引起的不利孔隙，這使得這些構件不適于用作厚壁構件。HPDC構件還可能呈現不利的表皮效應，其中構件的外層——或者表層——的孔隙率較小，但是構件其余部分的孔隙率的程度是不可接受的，其表示構件在表層下的微觀結構惡化。孔隙能夠對構件的可塑性或展延性造成不利影響，從而使得構件較不適于被利用，在汽車構件中尤為如此。目前，厚壁構件可由通過HPDC制造的380或383鋁合金制造。
技術實現思路
本專利技術在相當大的程度上滿足了上述的要求，其中在一些實施方式中，提供了既輕便又堅固的鑄造產品、以及用于制造該鑄造產品的系統和方法。本專利技術的一個實施方式涉及一種用于采用AZ91D合金通過擠壓鑄造來制造鑄造產品的方法。在此方法中，AZ91D合金被加熱到液態、壓射缸被填充以液態的AZ91D合金、以及在壓射缸和模具之間形成密封。此外，液態合金通過注射單元在大于69兆帕(MPa)的壓力下以小于大約500mm每秒(“mm/sec”)的澆口速度注入模具內，且AZ91D合金在模具內固化以形成鑄造產品。本專利技術的另一個實施方式涉及一種采用AZ91D合金由擠壓鑄造工藝制造的鑄造產品。所述鑄造產品包括8.5％到9.5％的鋁；0.17％到0.40％的錳；0.45％到0.9％的鋅；0％到0.015％的銅；大約0％到0.05％的硅；大約0％到0.001％的鎳；大約0％到0.004％的鐵；各為大約0％到0.01％的一種或多種其它金屬；剩余的為鎂。此外，制造鑄造產品的設備的澆口尺寸為大約3毫米(mm)到大約10毫米×大約3毫米(mm)到大約10毫米，而鑄造產品在未回火的狀態下的屈服強度為從大約100兆帕(MPa)到大約160Mpa，拉伸強度為從大約150MPa到大約230Mpa，且伸長率為大約2％。本專利技術的再另一個實施方式涉及一種采用AZ91D合金通過擠壓鑄造來制造鑄造產品的裝備。所述裝備包括將AZ91D合金加熱到液態的裝置；用液態的AZ91D合金來填充壓射缸的裝置；以及用于在壓射缸和模具之間形成密封的裝置。此外，所述裝備包括用于使液態合金在大于約69兆帕(MPa)的壓力下以小于約500毫米每秒(“mm/sec”)的澆口速度注入模具內的裝置、以及用于使AZ91D合金在模具內固化以形成鑄造產品的裝置。從而，相當廣義地描述了本專利技術的某些實施方式，從而可以更好地理解對所述實施方式的詳細描述，以及可以更好地理解本專利技術對現有技術的貢獻。當然，本專利技術存在其它實施方式，將在下文中對之進行描述，且所述實施方式將形成所附權利要求的主題。在這個方面，在詳細地解釋本專利技術的至少一個實施方式之前，應當理解本專利技術的應用并不限于在下文的描述或所附的附圖中給出的詳細結構以及構件的設置。本專利技術能夠以與所描述的實施方式不同的方式實施，并能夠以不同方式實踐和執行。同時，還應當理解本文以及摘要中使用的措詞和術語是用于描述的目的，而不應當認為是限制性的。因此，本領域內的技術人員可以理解作為本公開的基礎的概念可容易地用作設計其它機構、方法和系統以實現本專利技術的幾個目的的基礎。因此，重要的是，權利要求被認為包括沒有偏離本專利技術的精神和范疇的等同結構。附圖說明圖1為依據本專利技術一個實施方式的適于擠壓鑄造合金的水平豎直擠壓鑄造裝備；圖2為圖1中依據本專利技術一個實施方式的適于擠壓鑄造合金的裝備的詳細視圖；圖3為依據本專利技術一個實施方式的適于擠壓鑄造合金的豎直擠壓鑄造裝備；圖4為一個照片，其示出由傳統的高壓模鑄制造的合金；圖5為一個照片，其示出由依據本專利技術的實施方式制造的鑄造產品；圖6為一個流程圖，示出依據本專利技術一個實施方式的適于生產鑄造產品的方法。具體實施例方式本專利技術在一些實施方式中提供了一種采用AZ91D合金、通過擠壓鑄造來制造鑄造產品的方法，提供了鑄造產品、以及提供了用于制造鑄造產品的系統。AZ91D為一種鎂合金，其包括8.5％到9.5％的鋁；至少0.17％的錳；0.45％到0.9％的鋅；至多0.015％的銅；至多0.05％的硅；至多0.001％的鎳；至多0.004％的鐵；各為至多0.01％的一種或多種其它金屬；剩余的為鎂。擠壓鑄造這一術語用來描述一種將液態或半固態的金屬導入到一個模具中、并在模具中對合金進行加壓的工藝。擠壓鑄造相對于傳統模鑄方法的優點包括少到沒有的湍流、少到沒有的氣體滯留、收縮孔隙減少、以及凝固更為迅速。擠壓鑄造還提供了與HPDC相當的尺寸控制。擠壓鑄造適于制造各種構件。特別地，厚壁構件、或厚度大約為2.5mm或更厚的構件因為在各種擠壓鑄造設備中制造而受益。此外，與傳統的鑄造方法相比，擠壓鑄造的表皮效應較小或沒有表皮效應(skineffect)，導致構件的整體性提高且孔隙度減少。也就是說，擠壓鑄造使得金屬可以具有不易通過傳統的模鑄、重力永久模鑄(gravity permanentmold)、或砂型鑄造實現的質量，包括沒有孔隙或孔隙減少、機械整體性提高、耐磨損性提高、以及可以進行溶液處理。擠壓鑄造設備的示例包括水平豎直擠壓鑄造(“HVSC”)、豎直鑄造設備等等。HVSC設備如此稱呼的原因是模夾水平地打開、而熔融的合金豎直地加入。在豎直鑄造設備中，模夾豎直地打開、且熔融的合金也豎直地加入。此外，擠壓鑄造設備存在有許多種變型、變化及構造。這些變化中的有一些在本文中進行了描述，然而，所有適合用于擠壓鑄造的設備都落在本專利技術的范疇內。在擠壓鑄造設備中制造的構件經受各種可選的鑄造后處理。這些可選的處理包括一次或多次軋壓、拋光、化學和熱處理等等。在一個特定的示例中，如果需要的話，構件經過熱處理，以增強鑄造構件的某些性能，尤其是可塑性。更具體地，通過擠壓鑄造生產的產品(擠壓鑄件)的冶金性能一般通過各種熱處理——例如T6回火、T4回火等——得以改進。圖1為依據本專利技術一個實施方式的用于擠壓鑄造合金的水平豎直擠壓鑄造(“HVSC”)裝備。如圖1所示，擠壓鑄造裝備10包括模夾12、輸送系統14、以及保溫爐16。模夾12包括致動器18、夾緊接頭20、壓板22、系桿24、端板26以及模具28。致動器18構造成在夾緊接頭20上施加一個力、從而使得模具28接合及分開。在這個方面，模具28包括一對配合的子單元，所述子單元構造成彼此接合而形成一個模腔30。如本文所述，液態合金導入到這個模腔30內以產生一個鑄造產品。繼續地，壓板22構造成幫助分配由致動器18施加的力。系桿24固定地附接到端板26上并構造成給模夾12提供結構整體性。系桿24還提供了導引件，壓板22支撐在該導引件上、從而有助于模具28的正確對齊。輸送系統14包括注射單元32、以及缸34。注射單元32包括任意適當的致動器或其它類似的設備，這些致動器或類似設備可以運轉而產生足夠的力，從而以期望壓力將液態或半液態的合金注入到模腔30內。此外，注射單元32構造成以指定的速率或澆口速度注射合金。在一個特別的示例中，注射單元32包括液壓系統36，該液壓系統構造成對氣動推桿38進行驅動。如圖1所示，氣動推桿38工作地附接到缸34，從而迫使合本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種采用ＡＺ９１Ｄ合金通過擠壓鑄造來制造鑄造產品的方法，所述方法包括：將ＡＺ９１Ｄ合金加熱到液態；用該液態ＡＺ９１Ｄ合金來填充壓射缸；在所述壓射缸和模具之間形成密封；通過注射單元在大于約６９兆帕（ＭＰａ）的壓 力下以小于約５００毫米每秒（ｍｍ／ｓｅｃ）的澆口速度將所述液態合金注入到所述模具內；以及使ＡＺ９１Ｄ合金在所述模具內固化以形成所述鑄造產品。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】US 2004-3-15 60/552,708;US 2004-9-28 10/950,4911.一種采用AZ91D合金通過擠壓鑄造來制造鑄造產品的方法，所述方法包括將AZ91D合金加熱到液態；用該液態AZ91D合金來填充壓射缸；在所述壓射缸和模具之間形成密封；通過注射單元在大于約69兆帕(MPa)的壓力下以小于約500毫米每秒(mm/sec)的澆口速度將所述液態合金注入到所述模具內；以及使AZ91D合金在所述模具內固化以形成所述鑄造產品。2.如權利要求1所述的方法，進一步包括將所述鑄造產品從所述模具移走。3.如權利要求1所述的方法，其中形成密封進一步包括采用夾具將所述壓射缸夾在所述模具內。4.如權利要求1所述的方法，其中所述壓力介于70Mpa和100Mpa之間。5.如權利要求1所述的方法，其中所述澆口速度介于100mm/sec和500mm/sec之間。6.如權利要求5所述的方法，其中所述澆口速度介于300mm/sec和500mm/sec之間。7.如權利要求1所述的方法，進一步包括對所述鑄造產品進行熱處理。8.如權利要求7所述的方法，其中所述熱處理為T4回火。9.如權利要求7所述的方法，其中所述熱處理為T6回火。10.一種采用AZ91D合金通過擠壓鑄造工藝制造的鑄造產品，該鑄造產品包括8.5％到9.5％的鋁；0.17％到0.40％的錳；0.45％到0.9％的鋅；大約0％到0.015％的銅；大約0％到0.05％的硅；大約0％到0.001％的鎳；大約0％到0.004％的鐵；各為大約0％到0.01％的一種或多種其它金屬；以及剩余的為鎂，其中，制造所述鑄造產品的設備包括澆口，所述澆口的尺寸為大約3毫米(mm)到大約10毫米×大約3毫米(mm)到大約10毫米，而且所述鑄造產品在未回火的狀態下屈服強度為從大約100兆帕(MPa)到大約160Mpa；拉伸強度為從大約150MPa到大約230Mpa；以及伸長率為大約2％。11.如權利要求10所述的鑄造產品，其中所述制造鑄造產品的設備的澆口速度介于大約300毫米每秒(mm/sec)和大約500...

【專利技術屬性】
技術研發人員：拉辛德拉達斯古普塔，
申請(專利權)人：SPX公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]