一种SEED半固态铸造的压力容器及其铸造方法

摘要

本发明公开了一种SEED半固态铸造的压力容器及其铸造方法，包括主体，所述主体的内部设置有电热管，所述主体的内部且位于电热管的外侧设置有通水管，所述主体底部的一侧固定连接有连接块，所述主体的顶部远离连接块的一端开设有第一安装孔，所述主体的顶部开设有通孔，所述主体的底部且位于通孔的外侧等距开设有定位孔，本发明通过采用SEED半固态进行铸造，从而使得压力容器的尺寸精度高，毛坯尺寸接近零件尺寸，同时在铸造完成之后仅需少量机械加工就能完成整体制造，力学性能较好，同时导热性能较好，使得整体工具的热量负载较小，从而极大的延长了模具的使用寿命。

说明书

技术领域

本发明属于压力容器领域，具体为一种SEED半固态铸造的压力容器及其铸造方法。

背景技术

现有生活中，随着社会经济发展和节能减排推进，高性能大型薄壁铝合金结构件在4G/5G通信、新能源汽车和轨道交通等国家重大工程、重点行业中的需求量急剧增加，压铸是铝合金结构件最主要的成形方式，然而，传统压铸生产的铝合金大型薄壁件由于组织粗大、气孔和氧化夹杂等缺陷多、性能低、表面质量和尺寸精度差等原因，常常导致其难以满足实际应用需求，同时传统压铸能耗高污染大，偏离国家倡导的绿色生产方向，而半固态压铸成形是一种节能环保新理念，与传统压铸方法相比，具有显著优势，由于半固态压铸成形实现了短流程、近终成形生产，其成材率显著提高，能耗大大降低，减少了环境污染，对节能环保非常有利，因此半固态成形被誉为“绿色工业技术”，同时，半固态压铸由于成形温度低、充型平稳，成形件具有细小均匀的球状组织、致密度高、凝固收缩小且内部气孔、偏析等缺陷少，因而半固态压铸产品具有良好的力学性能和表面质量，在实际生产应用中，由于直接制备的半固态浆料的保存和输送很不方便，生产中往往存在诸多技术难题，因而近些年来流变压铸成形技术的发展较为缓慢，成熟的报道不多，虽然铝合金流变压铸的成熟技术应用较少，但是与触变压铸相比，其具有短流程、节能、节材等特点。

而世界汽车工业正向着轻量化方向发展，流变半固态压铸成型技术是轻合金的加工技术之一，通过SEED涡流热平衡技术制备的半固态铸造浆料，无论从加工工艺还是品质性能，给汽车提供了全新的高集成度的铝制部件，被大量的使用在汽车轻量化应用中，但是现有的汽车内部的压力容器大都是通过传统的方式进行制造的，尺寸精度低，毛坯尺寸与零件尺寸相差较大，铸造完成之后还需要大量的机械加工才能完成制造，力学性能较差，同时导热性能较差，使得整体工具的热量负载较大，从而极大的降低了模具的使用寿命。

发明内容：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种SEED半固态铸造的压力容器及其铸造方法，解决了背景技术中提到的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：

一种SEED半固态铸造的压力容器，包括主体，所述主体的内部设置有电热管，所述主体的内部且位于电热管的外侧设置有通水管，所述主体底部的一侧固定连接有连接块，所述主体的顶部远离连接块的一端开设有第一安装孔，所述主体的顶部开设有通孔，所述主体的底部且位于通孔的外侧等距开设有定位孔。

作为优选，所述连接块的顶部开设有与第一安装孔相互配合的第二安装孔。

作为优选，所述电热管的两端均延伸至主体的外侧且固定连接有堵头，所述堵头远离电热管的一端均固定连接有引棒。

作为优选，所述通水管的两端均延伸至主体的外侧且固定连接有法兰。

作为优选，所述通水管内部的两端均固定连接有五金扣，所述五金扣的外侧均等距开设有与通水管相互配合的安装槽。

作为优选，所述电热管与通水管均设置为盘旋型结构，且所述电热管由镀铜铁管制作而成。

作为优选，所述堵头由硅胶材质制作而成，所述引棒由铁镀镍材质制作而成。

作为优选，所述连接块由铝合金材质制作而成。

一种SEED半固态铸造的压力容器及其铸造方法，包括以下步骤：

S1、首先通过搅拌冷却与通气冷却，进行双重冷却作用，成功实现高效、快速、低成本的浆料制备，即搅拌的同时将气体通过导气管注入搅拌杆内腔，对搅拌杆形成持续冷却，达到加速铝合金熔体冷却和促进熔体形核的效果，获得晶粒细小圆整的半固态浆料组织，尤其适合于快速制备体积高品质半固态铝合金浆料，对于重量为40kg的铝合金熔体USCP处理25s即可获得高品质半固态浆料；

S2、然后进行数据分析，结合数值模拟和USCP工艺参数对半固态浆料组织影响来研究USCP制浆工艺凝固条件下合金形核和长大机理；接着将铝合金均匀凝固，控制工艺制备半固态浆料过程的模拟仿真，在Flow3D中建立A1-8Si铝合金材料数据库以及半固态浆料粘度模型，同时对铝合金熔体在浆料制备过程中的流动状态进行模拟，同时对铝合金均匀凝固控制制浆过程中的物理场进行模拟仿真；同时开发出适合于半固态压铸的铝合金材料、制备技术及先进模具设计技术，为均匀凝固控制流变压铸成形高精度、高性能大型薄壁件提供了有利的材料基础及模具设计基础；然后将铝合金均匀凝固控制装置与压铸机合理对接，实现浆料制备、输送及压铸成形一体化，研究铝合金均匀凝固控制流变压铸大型薄壁件组织性能(显微组织、力学性能和导热系数)的影响规律，获得铝合金均匀凝固控制工艺制备半固态浆料的最佳匹配工艺参数；并且研究铝合金均匀凝固控制大型薄壁流变压铸件的组织、力学性能、表面质量和耐蚀性能，并与传统压铸件进行对比；最后将多种高性能大型薄壁铝合金流变压铸结构件进行工业化生产，制造出适合高品质半固态浆料使用的模具；

S3、然后将经过双重冷却获得的高品质半固态浆料注入数据分析之后制备的模具中进行成型制备工作即可。

本发明的有益效果是：本发明通过采用SEED半固态进行铸造，从而使得压力容器的尺寸精度高，毛坯尺寸接近零件尺寸，同时在铸造完成之后仅需少量机械加工就能完成整体制造，力学性能较好，同时导热性能较好，使得整体工具的热量负载较小，从而极大的延长了模具的使用寿命。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明俯视图；

图3为图2沿A-A方向上的剖视图；

图4是本发明电热管结构示意图；

图5是本发明通水管结构示意图；

图6是本发明五金扣结构示意图。

图中：1、电热管；2、堵头；3、引棒；4、法兰；5、通水管；6、连接块；7、主体；8、通孔；9、定位孔；10、第一安装孔；11、第二安装孔；12、五金扣；13、安装槽。

具体实施方式：

如图1-6所示，本具体实施方式采用以下技术方案：

实施例：

一种SEED半固态铸造的压力容器，包括主体7，所述主体7的内部设置有电热管1，通过电热管1便于更好的进行加热操作；所述主体7的内部且位于电热管1的外侧设置有通水管5，通过通水管5便于更好的进行通水冷却；所述主体7底部的一侧固定连接有连接块6，通过连接块6与第一安装孔10便于更好的对主体7的一端进行固定；所述主体7的顶部远离连接块6的一端开设有第一安装孔10，所述主体7的顶部开设有通孔8，所述主体7的底部且位于通孔8的外侧等距开设有定位孔9，通过定位孔9便于更好的对主体7进行定位操作。

其中，所述连接块6的顶部开设有与第一安装孔10相互配合的第二安装孔11，通过第二安装孔11便于更好的与第一安装孔10进行相互配合，从而对主体7进行全方位的固定。

其中，所述电热管1的两端均延伸至主体7的外侧且固定连接有堵头2，所述堵头2远离电热管1的一端均固定连接有引棒3，通过堵头2便于更好的对电热管1的两端进行堵塞，通过引棒3便于更好的对电热管1进行通电操作。

其中，所述通水管5的两端均延伸至主体7的外侧且固定连接有法兰4，通过法兰4便于更好的对通水管5与外界输送水管进行连接。

其中，所述通水管5内部的两端均固定连接有五金扣12，所述五金扣12的外侧均等距开设有与通水管5相互配合的安装槽13，通过安装槽13与五金扣12，便于更好的对盘旋的通水管5进行安装，同时增加通水管5的结构强度。

其中，所述电热管1与通水管5均设置为盘旋型结构，且所述电热管1由镀铜铁管制作而成，便于更好的增加电热管1的加热面积，同时便于更好的增加通水管5的接触面积。

其中，所述堵头2由硅胶材质制作而成，所述引棒3由铁镀镍材质制作而成，便于更好的延长设备零部件的使用寿命。

其中，所述连接块6由铝合金材质制作而成，便于更好的对连接块6进行制作。

一种SEED半固态铸造的压力容器及其铸造方法，包括以下步骤：

S1、首先通过搅拌冷却与通气冷却，进行双重冷却作用，成功实现高效、快速、低成本的浆料制备，即搅拌的同时将气体通过导气管注入搅拌杆内腔，对搅拌杆形成持续冷却，达到加速铝合金熔体冷却和促进熔体形核的效果，获得晶粒细小圆整的半固态浆料组织，尤其适合于快速制备体积高品质半固态铝合金浆料，对于重量为40kg的铝合金熔体USCP处理25s即可获得高品质半固态浆料；

S2、然后进行数据分析，结合数值模拟和USCP工艺参数对半固态浆料组织影响来研究USCP制浆工艺凝固条件下合金形核和长大机理；接着将铝合金均匀凝固，控制工艺制备半固态浆料过程的模拟仿真，在Flow3D中建立A1-8Si铝合金材料数据库以及半固态浆料粘度模型，同时对铝合金熔体在浆料制备过程中的流动状态进行模拟，同时对铝合金均匀凝固控制制浆过程中的物理场进行模拟仿真；同时开发出适合于半固态压铸的铝合金材料、制备技术及先进模具设计技术，为均匀凝固控制流变压铸成形高精度、高性能大型薄壁件提供了有利的材料基础及模具设计基础；然后将铝合金均匀凝固控制装置与压铸机合理对接，实现浆料制备、输送及压铸成形一体化，研究铝合金均匀凝固控制流变压铸大型薄壁件组织性能(显微组织、力学性能和导热系数)的影响规律，获得铝合金均匀凝固控制工艺制备半固态浆料的最佳匹配工艺参数；并且研究铝合金均匀凝固控制大型薄壁流变压铸件的组织、力学性能、表面质量和耐蚀性能，并与传统压铸件进行对比；最后将多种高性能大型薄壁铝合金流变压铸结构件进行工业化生产，制造出适合高品质半固态浆料使用的模具；

S3、然后将经过双重冷却获得的高品质半固态浆料注入数据分析之后制备的模具中进行成型制备工作即可。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。