铝碳化硅精密压铸成型工艺.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110073859.1

申请日:

2011.03.25

公开号:

CN102154573A

公开日:

2011.08.17

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C22C 1/10申请公布日:20110817|||实质审查的生效IPC(主分类):C22C 1/10申请日:20110325|||公开

IPC分类号:

C22C1/10; C22C21/00; B22D17/00; B22D17/14

主分类号:

C22C1/10

申请人:

江南大学

发明人:

傅蔡安; 季坤

地址:

214122 江苏省无锡市滨湖区蠡湖大道1800号

优先权:

专利代理机构:

无锡华源专利事务所 32228

代理人:

冯智文

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内容摘要

本发明涉及一种铝碳化硅精密压铸成型工艺,在旋转式坩埚加热炉中放入铝锭,加热至550~600℃保温,保温的同时抽真空至0.1~10Pa,并继续加热至680~780℃,保温直至铝锭完全融化;在真空条件下将粒度为1000目~2500目的碳化硅加入熔融的铝液中,使用搅拌装置搅拌均匀;使用超声发生装置产生的超声波除去气体与杂质;然后将铝碳化硅熔液从坩埚加热炉中定量注入普通或真空压铸机内,进行零件的精密压铸。本发明公开的铝碳化硅精密压铸成型工艺,成型时间短,产品质量好,生产效率高,为大批量生产铝碳化硅零件提供有效的手段。

权利要求书

1.一种铝碳化硅精密压铸成型工艺,其特征在于包括如下步骤:步骤1、在旋转式坩埚加热炉中放入铝锭,加热至550~600℃保温,保温的同时抽真空至0.1~10Pa,完成抽真空后继续加热至680~780℃,保温直至铝锭完全融化;步骤2、在真空条件下将粒度为1000目~2500目的粉末化的碳化硅加入熔融的铝液中,使用搅拌装置搅拌,使碳化硅粉末在铝液中分散均匀;步骤3、搅拌的同时,使用超声发生装置产生24.0~30.0kHz的超声波,利用超声波的作用除去气体与杂质,并使得碳化硅粉末更加细化、分散均匀;步骤4、然后将铝碳化硅熔液从坩埚加热炉中定量注入普通或真空压铸机内,进行零件的精密压铸;步骤5、零件冷却后,脱模成型。2.按照权利要求1所述的铝碳化硅精密压铸成型工艺,其特征在于:所述碳化硅的粒度1500目~2000目。

说明书

铝碳化硅精密压铸成型工艺

技术领域

本发明涉及一种铝碳化硅材料的精密压铸成型工艺。

背景技术

铝碳化硅材料具有质量轻、刚度高、热膨胀系数小、热导率高、几何精度稳定性好、兼具一定韧性、机械强度适中等多种优点,成为各类多芯片组件和大电流功率模块(如IGBT模块)理想的基底材料,以及各类质量小、强度高的零配件(如航空零件)的理想材料,工业需求量大。现有的铝碳化硅材料的制备通常采用“渗透法”,其具体过程为:先使用特殊粘接剂把碳化硅材料压成块状或成品零件形状,形成内部有很多空隙的碳化硅材料的预制件;然后将铝锭熔融,得到铝水熔液,在真空、超声波等作用下,将铝水浇在碳化硅预制件上,靠重力、超声波等的作用,从上至下让铝水渗入碳化硅预制件中,最终获得铝碳化硅零件。现有的渗透法铝碳化硅零件或材料的成型工艺,成型时间长,生产效率低,不适合大批量生产铝碳化硅零件。

发明内容

本申请人针对上述的问题,进行了研究改进,提供一种铝碳化硅精密压铸成型工艺,成型时间短,产品质量好,生产效率高,为大批量生产铝碳化硅零件提供有效的手段。

为了解决上述技术问题,本发明采用如下的技术方案:

一种铝碳化硅精密压铸成型工艺,包括如下步骤:

步骤1、在旋转式坩埚加热炉中放入铝锭,加热至550~600℃保温,保温的同时抽真空至0.1~10Pa,完成抽真空后继续加热至680~780℃,保温直至铝锭完全融化;

步骤2、在真空条件下将粒度为1000目~2500目的粉末化的碳化硅加入熔融的铝液中,使用搅拌装置搅拌,使碳化硅粉末在铝液中分散均匀;

步骤3、搅拌的同时,使用超声发生装置产生24.0~30.0kHz的超声波,利用超声波的作用除去气体与杂质,并使得碳化硅粉末更加细化、分散均匀;

步骤4、然后将铝碳化硅熔液从坩埚加热炉中定量注入普通或真空压铸机内,进行零件的精密压铸;

步骤5、零件冷却后,脱模成型。

进一步的:

所述碳化硅的粒度在1500目~2000目。

本发明的技术效果在于:

本发明公开的一种铝碳化硅精密压铸成型工艺,成型时间短,产品质量好,生产效率高,为大批量生产铝碳化硅零件提供有效的手段;同时,在制备铝碳化硅熔液的过程中,使用超声波清除熔液中的气体及杂质,提升清除气体及杂质的效果。

附图说明

图1为本发明实施例中采用的坩埚加热炉的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示,为本发明的实施例中采用的旋转式坩埚加热炉的结构示意图,其中,1—坩埚,2—超声复合搅拌装置,3—铝水熔液,4—控制线路通道,5—超声波发生器,6—碳化硅粉添加装置,7—出液口,8—炉体。超声复合搅拌装置2在制备铝碳化硅熔液的过程中,一边搅拌,一边由超声波发生器5发出超声波,用于清除铝碳化硅熔液中的气体及杂质。

实施例1、

取体积为150×150×100mm的铝锭置于坩埚加热炉中,加热至570℃保温,抽真空至5Pa,完成抽真空后继续加热至720℃,保温直至铝锭完全融化;将粒度为1800目的粉末化的碳化硅加入熔融的铝液中,打开超声复合搅拌装置,坩埚以10r/min的速率转动,3~5个超声复合搅拌装置同时发出频率为27kHz的超声波,持续搅拌清除气体及杂质7~8分钟,待杂质上浮或沉淀完全并且碳化硅粉末在铝液中分散均匀后,将熔液定量注入卧式冷压室双冲头精密压铸机中,合模后内外冲头分别使用10MPa与15MPa的压力进行精密压力铸造;工件冷却后,脱模成型。

实施例2、

取体积为150×150×100mm的铝锭置于坩埚加热炉中,加热至600℃保温,抽真空至0.1Pa,完成抽真空后继续加热至780℃,保温直至铝锭完全融化;将粒度为1000目的粉末化的碳化硅加入熔融的铝液中,打开超声复合搅拌装置,坩埚以10r/min的速率转动,3~5个超声复合搅拌装置同时发出频率为24kHz的超声波,持续搅拌清除气体及杂质7~8分钟,待杂质上浮或沉淀完全并且碳化硅粉末在铝液中分散均匀后,将熔液定量注入卧式冷压室双冲头精密压铸机中,合模后内外冲头分别使用10MPa与15MPa的压力进行精密压力铸造;工件冷却后,脱模成型。

实施例3、

取体积为150×150×100mm的铝锭置于坩埚加热炉中,加热至550℃保温,抽真空至10Pa,完成抽真空后继续加热至680℃,保温直至铝锭完全融化;将粒度为2500目的粉末化的碳化硅加入熔融的铝液中,打开超声复合搅拌装置,坩埚以10r/min的速率转动,3~5个超声复合搅拌装置同时发出频率为30kHz的超声波,持续搅拌清除气体及杂质7~8分钟,待杂质上浮或沉淀完全并且碳化硅粉末在铝液中分散均匀后,将熔液定量注入卧式冷压室双冲头精密压铸机中,合模后内外冲头分别使用10MPa与15MPa的压力进行精密压力铸造;工件冷却后,脱模成型。

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资源描述

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1、10申请公布号CN102154573A43申请公布日20110817CN102154573ACN102154573A21申请号201110073859122申请日20110325C22C1/10200601C22C21/00200601B22D17/00200601B22D17/1420060171申请人江南大学地址214122江苏省无锡市滨湖区蠡湖大道1800号72发明人傅蔡安季坤74专利代理机构无锡华源专利事务所32228代理人冯智文54发明名称铝碳化硅精密压铸成型工艺57摘要本发明涉及一种铝碳化硅精密压铸成型工艺,在旋转式坩埚加热炉中放入铝锭,加热至550600保温,保温的同时抽真空至0。

2、110PA,并继续加热至680780,保温直至铝锭完全融化;在真空条件下将粒度为1000目2500目的碳化硅加入熔融的铝液中,使用搅拌装置搅拌均匀;使用超声发生装置产生的超声波除去气体与杂质;然后将铝碳化硅熔液从坩埚加热炉中定量注入普通或真空压铸机内,进行零件的精密压铸。本发明公开的铝碳化硅精密压铸成型工艺,成型时间短,产品质量好,生产效率高,为大批量生产铝碳化硅零件提供有效的手段。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页CN102154575A1/1页21一种铝碳化硅精密压铸成型工艺,其特征在于包括如下步骤步骤1、在旋转式坩埚加热炉中放入。

3、铝锭,加热至550600保温,保温的同时抽真空至0110PA,完成抽真空后继续加热至680780,保温直至铝锭完全融化;步骤2、在真空条件下将粒度为1000目2500目的粉末化的碳化硅加入熔融的铝液中,使用搅拌装置搅拌,使碳化硅粉末在铝液中分散均匀;步骤3、搅拌的同时,使用超声发生装置产生240300KHZ的超声波,利用超声波的作用除去气体与杂质,并使得碳化硅粉末更加细化、分散均匀;步骤4、然后将铝碳化硅熔液从坩埚加热炉中定量注入普通或真空压铸机内,进行零件的精密压铸;步骤5、零件冷却后,脱模成型。2按照权利要求1所述的铝碳化硅精密压铸成型工艺,其特征在于所述碳化硅的粒度1500目2000目。。

4、权利要求书CN102154573ACN102154575A1/2页3铝碳化硅精密压铸成型工艺技术领域0001本发明涉及一种铝碳化硅材料的精密压铸成型工艺。背景技术0002铝碳化硅材料具有质量轻、刚度高、热膨胀系数小、热导率高、几何精度稳定性好、兼具一定韧性、机械强度适中等多种优点,成为各类多芯片组件和大电流功率模块(如IGBT模块)理想的基底材料,以及各类质量小、强度高的零配件(如航空零件)的理想材料,工业需求量大。现有的铝碳化硅材料的制备通常采用“渗透法”,其具体过程为先使用特殊粘接剂把碳化硅材料压成块状或成品零件形状,形成内部有很多空隙的碳化硅材料的预制件;然后将铝锭熔融,得到铝水熔液,在。

5、真空、超声波等作用下,将铝水浇在碳化硅预制件上,靠重力、超声波等的作用,从上至下让铝水渗入碳化硅预制件中,最终获得铝碳化硅零件。现有的渗透法铝碳化硅零件或材料的成型工艺,成型时间长,生产效率低,不适合大批量生产铝碳化硅零件。发明内容0003本申请人针对上述的问题,进行了研究改进,提供一种铝碳化硅精密压铸成型工艺,成型时间短,产品质量好,生产效率高,为大批量生产铝碳化硅零件提供有效的手段。0004为了解决上述技术问题,本发明采用如下的技术方案一种铝碳化硅精密压铸成型工艺,包括如下步骤步骤1、在旋转式坩埚加热炉中放入铝锭,加热至550600保温,保温的同时抽真空至0110PA,完成抽真空后继续加热。

6、至680780,保温直至铝锭完全融化;步骤2、在真空条件下将粒度为1000目2500目的粉末化的碳化硅加入熔融的铝液中,使用搅拌装置搅拌,使碳化硅粉末在铝液中分散均匀;步骤3、搅拌的同时,使用超声发生装置产生240300KHZ的超声波,利用超声波的作用除去气体与杂质,并使得碳化硅粉末更加细化、分散均匀;步骤4、然后将铝碳化硅熔液从坩埚加热炉中定量注入普通或真空压铸机内,进行零件的精密压铸;步骤5、零件冷却后,脱模成型。0005进一步的所述碳化硅的粒度在1500目2000目。0006本发明的技术效果在于本发明公开的一种铝碳化硅精密压铸成型工艺,成型时间短,产品质量好,生产效率高,为大批量生产铝碳。

7、化硅零件提供有效的手段;同时,在制备铝碳化硅熔液的过程中,使用超声波清除熔液中的气体及杂质,提升清除气体及杂质的效果。说明书CN102154573ACN102154575A2/2页4附图说明0007图1为本发明实施例中采用的坩埚加热炉的结构示意图。具体实施方式0008下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。0009如图1所示,为本发明的实施例中采用的旋转式坩埚加热炉的结构示意图,其中,1坩埚,2超声复合搅拌装置,3铝水熔液,4控制线路通道,5超声波发生器,6碳化硅粉添加装置,7出液口,8炉体。超声复合搅拌装置2在制备铝碳化硅熔液的过程中,一边搅拌,一边由超声波发生器5发出超声波,。

8、用于清除铝碳化硅熔液中的气体及杂质。0010实施例1、取体积为150150100MM的铝锭置于坩埚加热炉中,加热至570保温,抽真空至5PA,完成抽真空后继续加热至720,保温直至铝锭完全融化;将粒度为1800目的粉末化的碳化硅加入熔融的铝液中,打开超声复合搅拌装置,坩埚以10R/MIN的速率转动,35个超声复合搅拌装置同时发出频率为27KHZ的超声波,持续搅拌清除气体及杂质78分钟,待杂质上浮或沉淀完全并且碳化硅粉末在铝液中分散均匀后,将熔液定量注入卧式冷压室双冲头精密压铸机中,合模后内外冲头分别使用10MPA与15MPA的压力进行精密压力铸造;工件冷却后,脱模成型。0011实施例2、取体积。

9、为150150100MM的铝锭置于坩埚加热炉中,加热至600保温,抽真空至01PA,完成抽真空后继续加热至780,保温直至铝锭完全融化;将粒度为1000目的粉末化的碳化硅加入熔融的铝液中,打开超声复合搅拌装置,坩埚以10R/MIN的速率转动,35个超声复合搅拌装置同时发出频率为24KHZ的超声波,持续搅拌清除气体及杂质78分钟,待杂质上浮或沉淀完全并且碳化硅粉末在铝液中分散均匀后,将熔液定量注入卧式冷压室双冲头精密压铸机中,合模后内外冲头分别使用10MPA与15MPA的压力进行精密压力铸造;工件冷却后,脱模成型。0012实施例3、取体积为150150100MM的铝锭置于坩埚加热炉中,加热至550保温,抽真空至10PA,完成抽真空后继续加热至680,保温直至铝锭完全融化;将粒度为2500目的粉末化的碳化硅加入熔融的铝液中,打开超声复合搅拌装置,坩埚以10R/MIN的速率转动,35个超声复合搅拌装置同时发出频率为30KHZ的超声波,持续搅拌清除气体及杂质78分钟,待杂质上浮或沉淀完全并且碳化硅粉末在铝液中分散均匀后,将熔液定量注入卧式冷压室双冲头精密压铸机中,合模后内外冲头分别使用10MPA与15MPA的压力进行精密压力铸造;工件冷却后,脱模成型。说明书CN102154573ACN102154575A1/1页5图1说明书附图CN102154573A。

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