[發明專利]一種AlMg3鋁合金葉片尖部接閃器低壓鑄造方法

有效

• 申請號: 201610729511.6
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN106216636B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 雷竹芳;王鵬云;劉國元;孫曉燕
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: B22D18/04
• 分類號: B22D18/04
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙)41120
• 代理人: 周會芝

技術領域

本發明涉及鑄造技術領域，尤其是涉及一種AlMg3鋁合金葉片尖部接閃器低壓鑄造方法。

背景技術

葉片是風電機組的核心部件之一，安裝在葉片尖部的接閃器攔截雷電的效率，直接影響葉片避雷系統的穩定性和機組的安全運轉性能。隨著葉片發電功率越來越大（即葉片越來越長），對葉片尖部接閃器的安全性能要求亦愈來愈高。此外，隨著海上風電的發展，海洋環境下鹽霧腐蝕問題更為突出，對葉片尖部接閃器的耐腐蝕性能也提出了更高要求。

葉片尖部接閃器的形狀根據不同型號的葉片翼型進行設計，最厚處與最薄處厚度相差很大，如SR120型葉片的葉片尖部接閃器，最厚處達到35mm，最薄處只有0.5mm。之前的葉片尖部接閃器，選用耐蝕性能良好的Al-Mg系5083鋁合金，由于設計的流線型要求，需用大厚板（≥50mm）在數控機床上加工成型，生產周期長、材料利用率低，制造成本超過3000元/件。低壓鑄造工藝通過從型腔底部引入金屬液體，讓金屬液由下而上充填型腔形成鑄件。澆注時壓力和速度可以調節，熔煉液靠層流進行充填，特別是葉片尖部接閃器的外部邊緣最薄處的輪廓成型優良；由于沒有冒口和澆道，澆口較小，可大幅度降低材料費和加工工時，材料利用率高（達到90%以上）；容易形成方向性凝固，內部缺陷少。

AlMg3鋁合金室溫力學性能高，電導率及耐腐蝕性能優良，同時比重小、韌性高（與ZL303性能比較見表1），切削加工和拋光電鍍性能優良，成為葉片尖部接閃器的首選材料。

表1 AlMg3與ZL303鋁合金性能比較

發明內容

本發明的目的是為解決現有鑄造方法造成的力學性能差，合格率低的問題，提供一種AlMg3鋁合金葉片尖部接閃器低壓鑄造方法。

本發明為解決上述技術問題的不足，所采用的技術方案是：

一種AlMg3鋁合金葉片尖部接閃器低壓鑄造方法，包括如下步驟：

步驟一、模具準備

取清理干凈的待鑄造的葉片尖部接閃器模具，將模具裝入加熱爐內進行預熱，控制加熱爐溫度為200～250℃，持續保溫2～4h后取出，在模具型腔表面均勻的噴涂涂料，涂料涂抹厚度為0.2～0.5mm，涂料凝固后將圓角和熱節處的涂料刮去0.05～0.1mm，將模具重新裝入加熱爐內加熱，控制溫度220～300℃，持續保溫時間≥2h，待用；

步驟二、保溫坩堝爐、保溫坩堝蓋和升液管準備

取配套使用的保溫坩堝爐與保溫坩堝蓋以及升液管，將三者的內腔清理干凈并進行預熱，控制預熱溫度≥200℃，預熱完成后在三者的內腔表面涂敷涂料，當涂料涂抹完成后，保溫坩堝爐繼續預熱待用，取升液管裝入保溫坩堝蓋內并進行密封處理，然后將裝有升液管的保溫坩堝蓋充分預熱，控制溫度≥200℃，待用；

步驟三、制備熔煉液

取干燥無雜物的AlMg3鋁合金錠坯備用，AlMg3鋁合金錠坯中AlMg3鋁合金成分要求（wt%）滿足如下標準：其中Mg：2.5～3.5，Mn：0～0.45，Ti：0～0.20，Al：余量；其中雜質Si≤0.45，Fe≤0.40，Zn≤0.10，Cu≤0.03；

將足量的AlMg3鋁合金錠坯裝入熔煉爐中加熱熔化，熔煉溫度720℃～750℃，AlMg3合金完全熔化后，調整熔煉爐控制熔煉液的溫度為710℃～740℃，取重量為加入的AlMg3鋁合金錠坯總重量的0.5～0.7wt%的精煉劑，并對精煉劑進行烘干處理，控制烘干溫度≥360℃，烘干時間≥2h，用鐘罩將烘干后的精煉劑壓至距離熔煉爐底部150～200mm處，控制鐘罩作水平運動，直至熔煉液中沒有氣泡溢出取出鐘罩，將熔煉液表面的熔渣撈出；

采用旋轉除氣機往熔煉爐爐內通入氬氣10～15min進行除氣，除氣完成后將熔煉液靜置10～15min，以便于降低熔煉液中的含氣量，將處理好的熔煉液注入到步驟二中預熱的保溫坩堝爐內保溫待用；

步驟四、模具及低壓鑄造機安裝

取步驟二中安裝有升液管的保溫坩堝蓋和步驟三中裝有熔煉液的保溫坩堝爐，在保溫坩堝爐的密封槽內填充石棉繩，石棉繩高于槽面2～3mm，并用6～8股石棉繩圍繞升液管的法蘭面進行鋪平處理，然后將保溫坩堝蓋裝在保溫坩堝爐上，取低壓鑄造機的機架罩設在保溫坩堝爐上方，取步驟一預熱的模具安裝在低壓鑄造機機架的機臺上，模具澆口與升液管連通且模具澆口與升液管中心線重合，并通過升液管法蘭面上的石棉繩密封，合模后鎖緊模具；

步驟五、低壓澆注