本发明涉及铝合金铸件制造，具体涉及一种用于铝合金压力铸造的金属型模具防护方法及应用。
背景技术：
1、铝合金铸件目前主流工艺主要包括压力铸造、熔模精密铸造和重力铸造。熔模精密铸造的优点是精度高、表面光滑度高，但是由于工艺过程复杂、成本较高，只适用于生产少量、高质量的铸件。而重力铸造则适用于制造大型、简单形状或厚壁铸件，无法满足高端装备对复杂铝合金铸件的性能要求。因此，复杂高性能铝合金铸件采用较多的是压力铸造工艺。
2、国内目前采用压力铸造成形工艺的主要工艺步骤是：先利用定量舀勺将合金液以重力浇注方式输送到下模具凹模中，随后上模具凸模在横梁的带动下与凹模闭合，施加压力并保压一段时间，使合金液完成充型及凝固过程，随后凸模带动铸件上行，并在卸料装置的作用下完成脱模过程。其中，模具腐蚀是铝合金铸造过程中不可避免且影响极大的一个问题，对铝合金铸件质量会产生恶劣影响。国内目前采用的铝合金铸件金属型模具都面临着容易腐蚀的问题，模具腐蚀会导致铸件品质差、表面缺陷多，模具使用寿命缩短，增加生产成本等。腐蚀原因也较为复杂，总体来说可以分为三种类型：气蚀、冲蚀和化学腐蚀。模具水冷系统通常设置在止回装置的位置，甚至不设置水冷系统而采用人工喷水降温，其冷却效果不佳，高温环境不仅会加重模具的腐蚀，还导致模具无法连续使用而影响生产进度。冷却不足的模具如果继续使用，会对铸件质量以及本体力学性能产生恶劣影响，导致生产的铸件无法使用，造成了极大的成本以及资源浪费。因此，探索铝合金铸件金属型模具的防护方法迫在眉睫。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可增强模具表面耐蚀防腐性能、使模具全面快速冷却、有效延长模具使用寿命、提高铸件冶金质量和力学性能的用于铝合金压力铸造的金属型模具防护方法及应用。
2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
3、一种用于铝合金压力铸造的金属型模具防护方法，包括以下步骤：
4、（1）在一铝合金铸件的压力铸造过程中，模具安装完成后，对模具进行预热调试，将模具预热到200℃～220℃，向模具内壁喷涂256b涂料，形成耐蚀防腐涂料层；其中，所述模具为金属型模具；
5、（2）在铝合金压力铸造过程完成后，采用水冷工艺将模具内壁温度冷却至200℃～220℃，再次向模具内壁喷涂256b涂料，形成耐蚀防腐涂料层，进行下一个铝合金铸件的压力铸造；
6、（3）重复步骤（2），实现铝合金铸件连续生产中金属型模具的防护。
7、上述的用于铝合金压力铸造的金属型模具防护方法，优选的，所述耐蚀防腐涂料层的厚度为10μm～800μm。
8、上述的用于铝合金压力铸造的金属型模具防护方法，优选的，所述金属型模具包括铁模、铜模和钢模中的一种。
9、上述的用于铝合金压力铸造的金属型模具防护方法，优选的，所述水冷工艺采用水冷系统实施，所述水冷系统包括螺旋式设于所述模具外围的水冷管道，所述水冷管道的直径为80mm～90mm。该水冷系统可采用3d打印技术制备，但不限于此。
10、作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的用于铝合金压力铸造的金属型模具防护方法在铝合金压力铸造中的应用。
11、上述的应用，优选的，包括以下步骤：
12、s1、配制铝合金液；将al-zn-mg-cu铝合金成分、al-mn中间合金、al-cr中间合金熔化后，于720℃～740℃下加入al-ti中间合金（优选ti含量0.02%~0.15%）和al-sc中间合金（优选sc含量0.01%~0.6%）进行细化处理，然后于720℃～730℃下进行精炼处理，得到铝合金液，所述铝合金液中各成分的目标质量百分比如下：zn为5.1%～6.1%，mg为2.1%～2.9%，cu为1.2%～2.0%，mn为0.1%～0.3%，cr为0.18%～0.28%，ti为0.05%～0.2%，sc为0.05～0.2%，al为余量；
13、s2、对铝合金压力铸造设备进行参数设置：上模快速下行速度控制在200mm/s～1000mm/s，上模慢速下行速度控制在80mm/s～160mm/s，施压速度为10mm/s～30mm/s，模具压力为2300kn～8000kn，保压时间为300s～2000s，所述铝合金液的供液压力为35kpa～80kpa，供液速度为60mm/s～180mm/s，补液高度为100mm～400mm；
14、s3、安装模具，模具安装完成后，对模具进行预热调试，将模具预热到200℃～220℃，向模具内壁喷涂256b涂料，形成耐蚀防腐涂料层；
15、s4、进行预合模，然后将所述铝合金液输送至模具型腔中，进行充型、凝固和保压后，开模，将所得铝合金铸件随上模向上运动至设定高度，脱模，启动模具水冷系统，将模具内壁温度冷却至200℃～220℃后，再次将模具内壁喷涂256b涂料，形成耐蚀防腐涂料层，进行下一个铝合金铸件的压力铸造；
16、s5、重复步骤s4，在连续压力铸造多个铝合金铸件的过程中实现金属型模具的防护。
17、上述的应用，优选的，步骤s1中，所述精炼处理的时间为20min～30min。
18、上述的应用，优选的，步骤s4中，步骤s4中，所述脱膜后，将所得铝合金铸件进行热处理，所述热处理采用阶梯式热处理工艺，包括以下过程：先于470℃～485℃固溶处理3h～12h、485℃～495℃固溶处理6h～12h，然后在40℃～50℃水淬处理，再在120℃～130℃时效处理10h～24h。
19、上述的应用，优选的，步骤s4中，所述铝合金液采用反重力供液形式输送至模具型腔中。
20、上述的应用，优选的，所得铝合金铸件的本体力学性能达到：极限抗拉强度≥500mpa，屈服强度≥400mpa，断后伸长率≥10%。
21、与现有技术相比，本发明的优点在于：
22、（1）本发明针对铝合金压力铸造过程中金属型模具存在腐蚀的问题，主要包括模具降温不及时而导致铸件力学性能下降、模具耐蚀性差、精度和稳定性降低而导致铸件尺寸精度不符合要求等，采用特定的耐磨涂层与水冷工艺进行协同，及时实现对模具的全面快速冷却，确保模具在下一轮投入生产时可以达到使用温度标准，保证了铸件质量，提高了生产效率。本发明的防护方法中，金属型模具内表面均匀喷涂有耐蚀涂料，减轻了模具内表面的磨损和腐蚀情况，结合模具温度控制保障模具的精度和稳定性，保证了铸件的表面质量，同时延长了模具的使用寿命，降低了生产成本。本发明协同温度控制以及涂料喷涂两种方式，最大限度地实现了模具耐蚀的目的。
23、（2）本发明中，金属型模具外部设有水冷系统，沿模具外壁设置螺旋型水冷管道，供冷却水通过，管道直径控制在80mm～90mm，每次铸件脱模后，启动水冷系统对模具进行降温，以确保模具尽快达到使用温度标准，投入下一轮生产使用。同时，模具内壁均匀喷涂有耐蚀涂料，可减少模具内壁发生磨损和腐蚀，延长模具的使用寿命，从而降低生产成本。
24、（3）本发明在防护方法的应用过程中，即铝合金压力铸造过程中，还采用了反重力供液形式将铝合金液输送到模具型腔内，解决了重力供液存在的铝合金液氧化夹杂等问题，显著提升了供液效率，缩短了供液时间，该应用可同时解决现有技术中铝合金液氧化夹杂、金属型模具易腐蚀的两大难题。