发明名称 一种抑制镁/铝双金属液固复合界面脆性化合物的方法
摘要 本发明公开了一种抑制镁/铝双金属液固复合界面脆性化合物的方法,特征是将添加了重量百分比为7.5%廉价元素Si的固体铝合金工件采用锌酸盐工艺与电镀工艺进行表面预处理,然后在固体铝合金工件上压铸液态镁合金,形成镁包覆铝的Mg/Al双金属复层材料,置于箱式电阻炉中于410‑430℃保温2‑3h,然后取出空冷至室温,即获得界面组织性能优化的Mg/Al双金属复层材料。本发明方法工艺简单,适合用来制备形状复杂的Mg/Al双金属复层材料,可用来生产汽车发动机缸盖、曲轴箱和齿轮箱等零部件。
申请公布号 CN104057067B 申请公布日期 2016.08.17
申请号 CN201410312010.9 申请日期 2014.07.01
申请人 合肥工业大学 发明人 陈翌庆;占小奇;徐光晨;张辉
分类号 B22D19/16(2006.01)I 主分类号 B22D19/16(2006.01)I
代理机构 安徽省合肥新安专利代理有限责任公司 34101 代理人 汪祥虬
主权项 一种抑制Mg/Al双金属液固复合界面脆性化合物的方法,其特征在于具体操作步骤如下:第一步、先在铝合金中添加廉价元素Si:将工业铝合金完全熔化后,加入重量百分比7.5%的工业结晶硅,待全部溶解后,进行搅拌以使其均匀化,然后捞去合金液表面的残渣,随即浇注到金属型或砂型中进行重力铸造形成固体铝合金工件;第二步、将上述形成的固体铝合金工件采用锌酸盐工艺与电镀工艺进行表面预处理:先将固体铝合金表面打磨至表面光洁度≥6级,然后用体积百分比浓度为55%‑60%的酒精清洗,再用蒸馏水清洗;再将固体铝合金工件浸泡在丙酮中进行超声波清洗;再将固体铝合金工件放入60‑80℃的含20g/L氢氧化钠和5g/L氟化钠的混合溶液中浸泡5‑10s,然后取出浸入蒸馏水中清洗;再将固体铝合金工件放入由重量百分浓度为65%的浓硝酸和重量百分浓度为40%的氢氟酸以体积比为3:1配制的混合溶液中浸泡5‑10s,取出后用蒸馏水清洗;然后将固体铝合金工件浸泡在25‑30℃的含有320g/L氢氧化钠、50g/L氧化锌、10g/L酒石酸钾钠和1g/L三氯化铁的混合溶液中浸泡30‑45s,再取出用蒸馏水清洗;最后将清洗后的固体铝合金工件放入预先配制好的含有200g/L氯化钾、60g/L氯化锌和20g/L硼酸的混合溶液中,以电流强度为0.5‑5A/dm<sup>2</sup>、在20‑30℃电镀10‑15min;第三步、将经过上述表面预处理的固体铝合金工件和镁合金按质量比为3‑7:1分别置于同一个两端可密封的外径55mm、内径50mm、长570mm的石英管腔(A)中的两侧,其中固体铝合金工件(B)放在石英管腔(A)内一侧的一个可移动的托盘(C)内,镁合金(D)置于石英管腔(A)内另一侧的一个内径6‑8mm、长290mm的小石英管(E)内,将装置两端密封,先采用机械泵对石英管腔(A)抽真空不少于15min,再采用分子泵抽真空至不低于5×10<sup>‑3</sup>Pa,之后再充入惰性气体Ar至0‑0.12Mpa;第四步、控制置于石英管腔(A)外的电阻炉(G)加热石英管腔(A)至650℃~700℃后,移动托盘(C)将固体铝合金工件(B)移至石英管腔(A)中央位于小石英管(E)射口的正下方预热到设定温度550℃‑580℃后,再通过小石英管(E)内的石墨“活塞”(F)将熔化的镁合金液(D)挤滴在固体铝合金工件(B)上,实现Mg/Al双金属液固复合,随即将该Mg/Al双金属复层材料移至石英管腔内一侧的空冷区冷却至100℃以下,获得界面结合良好的Mg/Al双金属复层材料;第五步、将上述形成的Mg/Al双金属复层材料再次加热至410℃‑430℃,保温2‑3h,然后取出Mg/Al双金属复层材料空冷至室温,即获得界面组织性能优化的Mg/Al双金属复层材料。
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