一種用Zn-Mn-Cu-Mg-Si鋅基合金為材料的發(fā)動機葉片加工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用Zn-Mn-Cu-Mg-Si鋅基合金為材料的發(fā)動機葉片制造加工方法，該發(fā)明屬于電解【技術領域】，加工流程為：鑄造毛坯—熱處理—銑加工—電解加工—淬火+回火處理，最后防腐蝕處理，該方法工藝流程合理，且加工成本低，便于操作，而且采用鑄造、熱處理、機加工、防腐蝕處理等使得發(fā)動機葉片的抗腐蝕性、耐磨性、抗彎強度、大大提高，同時也使得其壽命大大延長，在磁場電解精加中，在加工面上附加內封閉漸變磁路的磁場。該加工方法特別適用強度硬度高、韌性大、形狀復雜零件的高精度和難加工問題，實現(xiàn)了從一般加工到精密加工的突破，而且加工的零件表面質量好，結構簡單可靠。
【專利說明】—種用Zn-Mn-Cu-Mg-Si鋅基合金為材料的發(fā)動機葉片加工方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電解技術【技術領域】，涉及鋅基合金，及其發(fā)動機葉片。尤其是一種用Zn-Mn-Cu-Mg-Si鋅基合金為材料的發(fā)動機葉片加工方法。

【背景技術】
[0002]通常如齒輪、軸承、活塞、連桿等表面通常是采用車，銑、、磨、滾、插、拋光等方法加工制造的。為了提高零件的承載能力和使用壽命住往對這些零件表面的尺寸精度，表面光潔度提出很高的要求，這些宏觀上的要求因為沒有改善零件表面的潤滑條件，從而使得零件不是早期磨損就是破裂，不能滿足現(xiàn)代技術中對機械零件高承載和長壽命的要求；電解加工也稱作電化學加工，是基于金屬電化學陽極溶解的一種非接觸式成型方法，效率高、表面質量好、陰極不消耗，特別適合加工強度硬度高、韌性大、形狀復雜的零件，在現(xiàn)代制造業(yè)特別是國防工業(yè)中占有重要地位，但是在以往的電解加工中陰陽電極之間沒有隔膜，使電解殘渣沿著電解液的流動路線沉淀在陽極表面，使得產品容易產生缺陷，當電極被殘渣逐漸覆蓋會使電流急劇下降，降低電解拋光速度，因此必須清楚殘渣，所以必須停止電解，影響工作，而且殘渣影響溶液濃度，必須不斷加入溶液，同時陽電極的副產品沉積在陰電極上，在陰電極上形成一個電鍍層，影響電解加工壽命。目前復雜型面電解加工的尺寸精度和形狀精度只能達到0.15-0.35mm，復雜型面電解加工后由于流紋存在，表面粗糙度很差，解決電解加工精度和進一步改善表面粗糙度的問題是推動該項技術進一步發(fā)展的關鍵。


【發(fā)明內容】

[0003]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明為了解決上述問題，設計了是一種用Zn-Mn-Cu-Mg-Si鋅基合金為材料的發(fā)動機葉片加工方法。
[0004]本發(fā)明設計了是一種發(fā)動機葉片加工方法，所用材料為Zn-Mn-Cu-Mg-Si鋅基合金，其百分含量為:Mnl0.5%-ll.4%, Cu6.2%-7.3%, Mg0.09%-0.15%, S i2.15%-3.57%,Fe<0.02, Pb<0.003, Cr<0.0025,其余為鋅及其雜質，優(yōu)選:Mnl0.7%_11.1%，Cu6.5%-7.1%, Mg0.ll%-0.14%, Si2.56%-3.41%, Fe〈0.02，P b〈0.003，Cr<0.0025，采用加工工藝的關鍵步驟如下:(1)鑄造毛坯，準備爐料-熔煉合金-預熱鑄型-澆注-落沙，預熱鑄型溫度為560-720°C，澆注溫度為1000-1200°C，以拋砂法來緊實，正火處理，溫度為970-1170°C，保溫時間:0.8-2.3h，在空氣中冷卻，(2)進行退火處理，將葉片放入高溫頻爐中加熱到820-850°C，保溫3.6-4.2h，使零件完全奧氏體化和均勻化，自然冷卻，(3)對均勻化退火后的發(fā)動機葉片進行粗銑加工，在加工中引入潤滑液，保證發(fā)動機葉片和刀具散熱，應力分布合理，防止形成機械瘤和應力集中，工余量為1.2-1.5mm，加工精度為IT6-1T7，加工余量為0.43-0.58mm，表面粗糙度為Ra=0.7 μ m_l.3 μ m，(4)對加工后的葉片表面上用電子掃貓等方法，使零件表面形成有按一定規(guī)律和圖形排列組成的凸塊斑點，凸塊斑點的面積不少于該加工零件表面的30%-50%，(5)經電子掃描后的葉片進行復合磁場電解精加工，電極進給速度0.6-0.8mm/min，加工電壓為28-36V，電解液為質量濃度為14-16%的NaOH水溶液，電解液的溫度為27-29°C，電解液的液壓為4.8-8.5Mpa，電解液的電流為500-600A，陽極接葉片，陰極是工具電極，兩級之間間隙為0.5-0.7_，隨著工件表面金素材料的不斷溶解，工件表面逐漸被加工成接近于工具電極的型面，直到將工具電極型面復印到葉片上獲得所需型面，(6)發(fā)動機葉片經過精加工后進行正火處理，溫度為830-870°C，保溫時間為2.1-3.5h，硬度為190-210HBW，(7)對正火處理后的發(fā)動機葉片進行防腐蝕處理，即將工件放入激光機中加入清水進行清洗15-20分鐘，溫度為40-42°C，然后自然風干。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點在于機械零件表面的微精加工，屬于機械加工中精加工，目前在于使機械零件傳動表面形成有按一定規(guī)律和一定圖形組成的凸塊斑點以改善零件的潤滑條件和性能，從而增加零件的承載能力和使用壽命。該制造方法制得的發(fā)動機葉片在鑄造形狀合理，組織粒度細，機械加工簡單，降低成本，經過熱處理后的發(fā)動機葉片表面硬度高耐磨性好且抗彎曲能力強，疲勞輕度高，工作可靠性高，同時最后對發(fā)動機葉片進行防腐蝕處理，抗腐蝕性大大增強，使?jié)撚碗姍C輸出軸的壽命大大提高。采用的磁場電解講加工，在陽電極與陰電極之間安裝了具有微孔以便在電極反應過程中有選擇地使電解在電解液中的特定離子從一個電極滲透向另一個電極的隔膜。從而防止了金屬殘渣到陰極形成電鍍層，以及防止了溶液濃度的改變，避免了電鍍的停工發(fā)生同時在陰陽級之間布置磁鐵，使得電解加工的流場得到改善，有效提高了電解加工的精度。尤其是對強度硬度高、韌性大、形狀復雜零件的高精度和難加工問題，實現(xiàn)了從一般加工到精密加工的突破，使加工精度大大提聞。

【具體實施方式】
[0006]實施例一
[0007]一種發(fā)動機葉片加工方法，所用材料Zn-Mn-Cu-Mg-Si鋅基合金，其百分含量為:Mnl0.5%, Cu6.2%, Mg0.09%，Si2.15%，F(xiàn)e〈0.02，Pb〈0.003，Cr<0.0025，其余為鋅及其雜質，采用加工工藝的關鍵步驟如下:(I)鑄造毛坯，準備爐料-熔煉合金-預熱鑄型-澆注-落沙，預熱鑄型溫度為560°C，澆注溫度為1000°C，正火處理，溫度為970°C，保溫時間:0.8h，在空氣中冷卻，(2)進行退火處理，將葉片放入高溫頻爐中加熱到820°C，保溫3.6h，自然冷卻，
(3)對均勻化退火后的發(fā)動機葉片進行粗銑加工，工余量為1.2mm，加工精度為IT6，加工余量為0.43mm，表面粗糙度為Ra=OJym, (4)對加工后的葉片表面上用電子掃貓等方法，凸塊斑點的面積不少于該加工零件表面的30%，(5)經電子掃描后的葉片進行復合磁場電解精加工，電極進給速度0.6mm/min，加工電壓為28V，電解液為質量濃度為14%的NaOH水溶液，電解液的溫度為29°C，電解液的液壓為4.8Mpa，電解液的電流為500A，陽極接葉片，陰極是工具電極，兩級之間間隙為0.5mm，(6)發(fā)動機葉片經過精加工后進行正火處理，溫度為830°C，保溫時間為2.lh，硬度為190HBW，(7)對正火處理后的發(fā)動機葉片進行防腐蝕處理，即將工件放入激光機中加入清水進行清洗15分鐘，溫度為40°C，然后自然風干。
[0008] 申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細工藝設備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬【技術領域】的技術人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的o rr J X frrl τη \ r κ~7 vA\y rrrl τη v /t \l/l
【權利要求】
1.一種用Zn-Mn-Cu-Mg-Si鋅基合金為材料的發(fā)動機葉片制造方法，其特征在于Zn-Mn-Cu-Mg-Si鋅基合金包括了下列元素的百分比含量:Mnl0.5%_11.4%，Cu6.2%-7.3%, Mg0.09%-0.15%, Si2.15%-3.57%，F(xiàn)e〈0.02，Pb〈0.003，Cr<0.0025，其余為鋅及其雜質。
2.根據權利要求書I所述的發(fā)動機葉片制造方法，其特征在于Zn-Mn-Cu-Mg-Si鋅基合金包括了下列元素的百分比含量:Μη10.7%-11.1%，Cu6.5%-7.1%, Mg0.11%_0.14%,Si2.56%-3.41%, Fe〈0.02，Pb〈0.003，Cr<0.0025，其余為鋅及其雜質。
3.根據權利要求1或者2所述的發(fā)動機葉片加工方法，其特征在于:(I)鑄造毛坯，準備爐料-熔煉合金-預熱鑄型-澆注-落沙，預熱鑄型溫度為560-720°C，澆注溫度為1000-1200°C,以拋砂法來緊實，正火處理，溫度為970-1170°C，保溫時間:0.8-2.3h，在空氣中冷卻，(2)進行退火處理，將葉片放入高溫頻爐中加熱到820-850°C，保溫3.6-4.2h，使零件完全奧氏體化和均勻化，自然冷卻，(3)對均勻化退火后的發(fā)動機葉片進行粗銑加工，在加工中引入潤滑液，保證發(fā)動機葉片和刀具散熱，應力分布合理，防止形成機械瘤和應力集中，工余量為1.2-1.5mm，加工精度為IT6-1T7，加工余量為0.43-0.58mm，表面粗糙度為Ra=0.7 μ m_l.3 μ m。
4.根據權利要求3所述的發(fā)動機發(fā)動機葉片加工方法，葉片經過機加工后進行電加工，其特征在于:(I)對加工后的葉片表面上用電子掃貓等方法，使零件表面形成有按一定規(guī)律和圖形排列組成的凸塊斑點，凸塊斑點的面積不少于該加工零件表面的30%-50%，(2)經電子掃描后的葉片進行復合磁場電解精加工，電極進給速度0.6-0.8mm/min，加工電壓為28-36V，電解液為質量濃度為14-16%的NaOH水溶液，電解液的溫度為27_29°C，電解液的液壓為4.8-8.5Mpa，電解液的電流為500-600A，陽極接葉片，陰極是工具電極，兩級之間間隙為0.5-0.7mm,隨著工件表面金素材料的不斷溶解，工件表面逐漸被加工成接近于工具電極的型面，直到將工具電極型面復印到葉片上獲得所需型面。
5.根據權利要求4所述的發(fā)動機葉片發(fā)動機葉片加工方法，經過精加工后進行正火處理，溫度為830-870°C，保溫時間為2.1-3.5h，硬度為190-210HBW。
6.對正火處理后的發(fā)動機葉片進行防腐蝕處理，即將工件放入激光機中加入清水進行清洗15-20分鐘，溫度為40-42 °C，然后自然風干。
【文檔編號】B23P15/02GK104275583SQ201310293665
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權日:2013年7月12日
【發(fā)明者】李飛 申請人:無錫成博科技發(fā)展有限公司