[發(fā)明專利]一種厚壁基座鋁合金鑄件的精密鑄造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210196847.2
• 申請(qǐng)日: 2012-06-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102717030A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱鵬超;狄瑋嵐;徐瑋;周中波;張利軍;薛祥義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安西工大超晶科技發(fā)展有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B22C9/04
• 分類號(hào): B22C9/04;B22D18/04;B22D18/08;B22D21/04;C22C1/02;C22C1/06;C22C21/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋁合金鑄件的鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種精密鑄造成型方法，尤其適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸精度要求高的厚壁鑄件的熔模精密鑄造成型方法。

背景技術(shù)

鑄造鋁合金作為傳統(tǒng)的金屬材料，由于其密度小、比強(qiáng)度高等特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于航天、航空、汽車(chē)、機(jī)械等各行業(yè)，且隨著現(xiàn)代工業(yè)及鑄造新技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鑄造鋁合金需求量越來(lái)越大。同時(shí)隨著高性能航空航天飛行器的發(fā)展，其內(nèi)部構(gòu)件也向著大尺寸、精度要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、冶金力學(xué)性能要求高的方向發(fā)展。

一般地，厚壁鋁合金鑄件易產(chǎn)生嚴(yán)重的鑄造缺陷，且由于該種鑄件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，曲面較多，加工量小，要求一次成型率高，同時(shí)具備較高力學(xué)性能和冶金性能，這就造成了很大的技術(shù)難度。采用其他鑄造方法或者難以避免這些缺陷，達(dá)不到零件的技術(shù)要求，或者鑄件成品率低，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種厚壁基座鋁合金鑄件的精密鑄造方法，該方法采用熔模精密鑄造，生產(chǎn)的鑄件尺寸精度高、表面質(zhì)量好、形狀復(fù)雜、能用于多種合金、生產(chǎn)批量靈活。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)解決的：

這種厚壁基座鋁合金鑄件的精密鑄造方法，主要包括以下步驟：

1）蠟?zāi)Ｄ＞咴O(shè)計(jì)及制造：根據(jù)基座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并制作模具，鑄件收縮率為1.1%～1.3%，拔模斜度為1′～3′；

2）蠟?zāi)Ｖ谱骷敖M型：采用壓蠟機(jī)壓制蠟?zāi)＜皾部诒M澆道、直澆道及內(nèi)澆口；并對(duì)蠟?zāi)Ｐ扌停话凑战M合圖進(jìn)行蠟?zāi)＝M型；最后對(duì)組合后的蠟?zāi)３汀?/p>

3）掛砂：對(duì)以上組好型的蠟?zāi)＿M(jìn)行多層掛砂；

4）脫蠟及模殼焙燒：脫蠟參數(shù)為：外膽蒸汽壓力0.7～0.75Mpa；脫蠟時(shí)間13min；使用溫度160℃，脫蠟后模殼在通風(fēng)條件下自干不少于12小時(shí)；模殼在箱式電阻爐中焙燒，爐溫低于300℃時(shí)模殼入爐，隨后升溫至850℃，保溫2-3小時(shí)，完成后關(guān)閉電源，模殼隨爐冷卻至500℃以下取出，待冷卻至室溫后檢驗(yàn)?zāi)ぃ?/p>

5）烘殼：經(jīng)水洗的模殼須進(jìn)行該工序，烘殼制度：400℃，保溫≥2小時(shí)，空冷或隨爐冷至室溫后用紙封口待造型澆注；

6）造型：采用水玻璃干砂造型。

7）熔煉及澆注：先除去坩堝內(nèi)表面殘余涂料和氧化層，并將坩堝、熔化工具、熱電偶保護(hù)套管等先清理干凈，經(jīng)350～400℃預(yù)熱后在表面均勻噴涂一層保護(hù)涂料，然后于400～600℃保持0.5小時(shí)以上烘干至發(fā)黃備用；待坩堝預(yù)熱至暗紅以后裝入金屬料錠，充分熔化后攪拌3～5分鐘。采用氬氣旋吹機(jī)SG-Ⅲ精煉，通過(guò)在線測(cè)氫來(lái)檢驗(yàn)精煉效果，如ρ值滿足條件，說(shuō)明精煉效果能滿足要求，否則再次進(jìn)行精煉，繼續(xù)測(cè)試，直到滿足要求；采用調(diào)壓澆注，澆注溫度：720℃，同步建壓：500KPa，升液壓力：1Kpa，升液速度;160mm/s，充型壓力差：50KPa，充型速度：160mm/s，結(jié)晶壓力：1Kpa，結(jié)晶時(shí)間：300s；

8）鑄件清理：采用水力清殼或干吹砂清殼，采用鋸床切割澆注系統(tǒng)，采用吹砂機(jī)進(jìn)行吹砂；

9）時(shí)效：將清理后的鑄件在箱式電阻爐中進(jìn)行熱處理；時(shí)效參數(shù)：爐溫低于100℃時(shí)鑄件入爐；升溫至155±5℃保溫9小時(shí)，鑄件出爐空冷。

進(jìn)一步，以上步驟3）中，首先采用70目的剛玉砂和漿料進(jìn)行第一層掛砂，干燥9小時(shí)后再用35目的上店砂和漿料進(jìn)行第2至4層掛砂，每次掛砂后干燥8小時(shí)，第5至第8層用20目上店砂和漿料掛砂后至少干燥8小時(shí)。通風(fēng)要好，溫度、濕度要保證，并每隔4小時(shí)記錄一次；環(huán)境要求：溫度：21℃±1.5℃，濕度：40%±10%。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的厚壁基座鋁合金鑄件的精密鑄造方法為此種厚壁鋁合金鑄件的生產(chǎn)提供了可靠的技術(shù)方案，制造出符合要求的鑄件，同時(shí)，采用調(diào)壓鑄造成型方法極大的提高了產(chǎn)品質(zhì)量及成品率，降低生產(chǎn)成本，創(chuàng)造了極大的經(jīng)濟(jì)效益。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

1蠟?zāi)Ｄ＞咴O(shè)計(jì)及制造：根據(jù)基座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并制作金屬模具，鑄件收縮率為1.3，拔模斜度為2′。

2壓制蠟?zāi)＃翰捎玫?步制作的蠟?zāi)Ｄ＞咴趬合灆C(jī)上壓制基座蠟?zāi)＃瑝褐茰囟认灨诇囟龋?0-75℃，射嘴溫度：60-65℃，模具溫度：30-35℃，注射壓力：1-3MPa，合模壓力：10-15MPa，保壓時(shí)間：15～25分鐘。

3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)及制作：采用壓蠟機(jī)分別壓制澆口杯、橫澆道、直澆道及內(nèi)澆口；

4修型：去除毛刺、披縫、分型線，填補(bǔ)凹坑、氣孔、縮陷等缺陷，保證蠟?zāi)１砻嫫秸鉂崱⑥D(zhuǎn)接圓滑。