本发明涉及变形铝合金铸件及其压铸成型领域，具体涉及一种变形铝合金铸件及其成型工艺。
背景技术：
1、铝合金铸造成型是一种将熔融状态的铝或铝合金注入模具内经过冷却后形成所需形状铝铸件的工艺方法。铸造铝合金通常si元素含量较高，具有较好的流动性，容易铸造成型；但力学性能往往较低，且较难进行热处理强化，同时由于si元素的影响无法满足后续阳极着色的要求。
2、变形铝合金是通过冲压、弯曲、轧制或者挤压等工艺使其组织和形状发生改变的铝合金。变形铝合金因其具有优良的性能和广泛的应用而备受青睐，按其性能和使用特点，变形铝合金可分为防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金、锻铝合金和特殊铝合金。根据是否可热处理，又可分为可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金两大类。变形铝合金具有密度小、强度高、良好导电性和导热性以及优异的耐腐蚀性等优点，相对于铸造铝合金，变形铝合金力学性能更高，可满足阳极着色的要求。
3、然而变形铝合金在铸造时容易出现热裂现象，从而破坏铸件的完整性，导致铸件内部或表面出现裂纹，这些裂纹不仅会降低铸件的外观质量，还会削弱铸件强度和韧性；由于裂纹的存在，铸件在受到外力作用时容易发生断裂或变形，从而严重影响其承载能力和使用寿命；热裂还会影响铸件的疲劳性能，裂纹是疲劳裂纹扩展的起点，它们会在交变应力的作用下逐渐扩大，导致铸件在远低于设计寿命的情况下失效。此外，热裂还会影响铸件的耐腐蚀性能。因此，在变形铝的铸造过程中，解决变形铝合金铸造热裂问题尤为关键。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种变形铝合金铸件，结合半固态技术进行挤压铸造，以达到改善铸件组织状态，优化晶粒尺寸及分布，减少凝固收缩差，避免缩孔及热裂的产生，提高铸件平面度，便于后续阳极着色。
2、为解决上述问题，本申请所采用的技术方案如下：
3、本申请实施例提供一种变形铝合金铸件，是通过变形铝合金重熔成半固态浆料后挤压铸造形成，所得晶粒均匀细小，晶粒平均尺寸40~80μm；所述铸件晶粒内部具有规则的亚结构，晶粒内部和晶界处具有位错分布，位错密度为0.6×1010~1.6×1010/cm2。
4、作为进一步优选的方案，本申请实施例所述的半固态浆料是采用气体诱导半固态成型工艺将变形铝重熔而成。
5、作为进一步优选的方案，本申请实施例所述的变形铝合金为al-mg-si或al-mg-si-cu系合金。
6、作为进一步优选的方案，本申请实施例所述的变形铝合金牌号为6063、6463、6061和6013中的一种。
7、作为进一步优选的方案，本申请实施例所述的变形铝合金为al-mg-si系合金时，变形铝合金铸件的析出相中包含mg2si相，mg2si相的平均尺寸为132-165nm。
8、作为进一步优选的方案，本申请实施例所述的变形铝合金为al-mg-si-cu系合金时，变形铝合金铸件的析出相中包含mg2si相和al2cu相，mg2si相和al2cu相平均尺寸分别为52-75nm，和42-55nm。
9、本申请实施例还提供了一种变形铝合金铸件的成型工艺，将半固态技术与挤压铸造工艺结合起来，改善铸件组织状态，优化晶粒尺寸及分布，同时解决变形铝合金在挤压铸造过程中的热裂问题。
10、所述成型工艺包括以下步骤：
11、变形铝合金熔化：将变形铝合金熔化完成后进行除气除渣，得到纯净的铝合金熔体，并设置铝合金熔体温度为铝合金熔点温度30~50℃以上保温待用；
12、giss半固态制浆：采用气体诱导半固态成型工艺对铝合金熔体进行处理，制得的纯净半固态浆料；
13、挤压铸造：采用挤压铸造机对上述半固态浆料进行压铸。
14、作为进一步优选的方案，本申请实施例所述的变形铝合金铸件的成型工艺还包括变形铝合金熔化前的预处理步骤：将变形铝合金棒材切成块体，用毛刷清除表面的脏污和铝屑后，在炉边烘干。
15、作为进一步优选的方案，本申请实施例所述的giss半固态制浆步骤中，所采用的气体为惰性气体或氮气，气体扩散通道为石墨棒，石墨棒上分布有孔径大小为纳米级别的微孔；石墨棒插入铝合金熔体深度距离底端2~5mm处。
16、作为进一步优选的方案，本申请实施例所述的giss半固态制浆步骤中，温度控制在铝合金熔点以上30~50℃，气压为5~10bar，气体流量为10~20l/min；制浆时间为2~10s。
17、作为进一步优选的方案，本申请实施例所述的半固态浆料的固相分数控制为10~30%。
18、作为进一步优选的方案，本申请实施例所述的挤压铸造步骤中，保压压力为120~180bar，保压时间为10~20s，充型速度为100~200mm/s，模具温度为310~350℃。
19、相比现有技术，本发明的有益效果在于：
20、1、本申请实施例所述的变形铝合金铸件是通过半固态铝挤压铸造而成，晶粒平均尺寸控制在40~80μm的范围内，不仅可以减少晶界数量，降低晶界滑动和裂纹扩展的可能性，从而提高材料的强度和韧性，还有助于提高材料的加工性能，使其更容易进行后续的变形和阳极着色变得容易。
21、2、本申请实施例所述的变形铝合金铸件的晶粒内部具有规则的亚结构，这种亚结构对于提高材料的性能也起到了重要作用。规则的亚结构有助于增强晶粒内部的稳定性，减少晶粒内部的应力集中和缺陷，从而提高材料的强度和耐久性。
22、3.本申请实施例所述的变形铝合金铸件的错位密度控制合适的范围内，适量的位错分布可以增加材料的强度和硬度，同时也有利于提高材料的塑性变形能力。
23、4. 本申请实施例所述的变形铝合金的成型工艺将半固态技术与giss技术、挤压铸造工艺结合，在变形铝合金熔化阶段通过控制铝合金熔体的温度，可以减少合金成分的偏析，适当的保温时间有助于消除铝合金熔体中的气体和夹杂物，提高了合金的纯净度；giss技术通过注入气体在铝合金熔体中产生强烈的搅拌作用，使铝合金熔体中的温度梯度和溶质浓度梯度得到有效的均匀化，不仅有利于细化晶粒，提高合金的力学性能，还有助于减少铸造缺陷，如气孔、缩松等；压铸过程中利用giss技术制备的半固态铝的优势，使铝合金熔体在高压下快速凝固，进一步细化晶粒，提高合金的致密度和力学性能。
24、下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
1.一种变形铝合金铸件，其特征在于，通过变形铝合金重熔成半固态浆料后挤压铸造形成，所得变形铝合金铸件的晶粒均匀细小，晶粒平均尺寸为40~80μm，晶粒圆整度为0.75~0.9，固相分数为10~30%；所述铸件晶粒内部具有规则的亚结构，晶粒内部和晶界处具有位错分布，位错密度为0.6×1010~1.6×1010/cm2。
2.根据权利要求1所述的变形铝合金铸件，其特征在于，所述半固态浆料是采用气体诱导半固态成型工艺将变形铝重熔而成。
3.根据权利要求1所述的变形铝合金铸件，其特征在于，所述变形铝合金为al-mg-si或al-mg-si-cu系合金。
4.根据权利要求3所述的变形铝合金铸件，其特征在于，所述变形铝合金牌号为6063、6463、6061和6013中的一种。
5.根据权利要求3所述的变形铝合金铸件，其特征在于，所述变形铝合金为al-mg-si系合金时，变形铝合金铸件的析出相中包含mg2si相，mg2si相的平均尺寸为132-165nm。
6.根据权利要求3所述的变形铝合金铸件，其特征在于，所述变形铝合金为al-mg-si-cu系合金时，变形铝合金铸件的析出相中包含mg2si相和al2cu相，mg2si相和al2cu相的平均尺寸分别为52-75nm和42-55nm。
7.一种如权利要求1所述的变形铝合金铸件的成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的成型工艺，其特征在于，还包括变形铝合金熔化前的合金预处理步骤：将变形铝合金棒材切成块体，用毛刷清除表面的脏污和铝屑后，在炉边烘干。
9.根据权利要求7或8所述的成型工艺，其特征在于，所述giss半固态制浆步骤中，所采用的气体为惰性气体或氮气，气体扩散通道为石墨棒，石墨棒上分布有孔径大小为纳米级别的微孔；石墨棒插入铝合金熔体距离底端2~5mm处。
10.根据权利要求7或8所述的成型工艺，其特征在于，所述giss半固态制浆步骤中，温度控制在铝合金熔点以上30~50℃，气压为5~10bar，气体流量为10~20l/min；制浆时间为2~10s。
11.根据权利要求7或8所述的成型工艺，其特征在于，所述半固态浆料的固相分数控制为10~30%。
12.根据权利要求7或8所述的成型工艺，其特征在于，所述挤压铸造步骤中，保压压力为120~180bar，保压时间为10~20s，充型速度为100~200mm/s，模具温度为310~350℃。
