[發(fā)明專(zhuān)利]一種大尺寸鎂合金扁平結(jié)構(gòu)件的鑄造工藝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611024803.6
• 申請(qǐng)日: 2016-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106493295B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余國(guó)康;何凱;秦守益;王寶兵;張娜;羅建;蔣李超;吳琪;王林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海航天精密機(jī)械研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B22C9/02
• 分類(lèi)號(hào): B22C9/02;B22C9/08;B22C9/22;C22C1/03;C22C23/00
• 代理公司: 上海航天局專(zhuān)利中心31107
• 代理人: 金家山

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種大尺寸鎂合金扁平結(jié)構(gòu)件的鑄造工藝方法，具體是針對(duì)鑄造鎂合金結(jié)構(gòu)件，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、補(bǔ)縮冒口、澆注參數(shù)，獲得高質(zhì)量、無(wú)缺陷鑄件。

背景技術(shù)

與鋼鐵材料相比,鑄造鎂合金具有體積質(zhì)量小、比強(qiáng)度高、抗蝕性好、切削加工性能良好及鑄造性能優(yōu)良等特點(diǎn)。在產(chǎn)品上為了減輕結(jié)構(gòu)重量，提高產(chǎn)品使用性能，越來(lái)越多的零部件采用了輕質(zhì)材料，鎂合金在航天航空上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，大型鎂合金零件需求量也越來(lái)越大。

對(duì)于大型鎂合金扁平結(jié)構(gòu)件，其尺寸大、壁厚薄，且通常為I類(lèi)鑄件，對(duì)鑄件的內(nèi)部質(zhì)量要求高，在鑄件生產(chǎn)過(guò)程中容易產(chǎn)生欠鑄、夾渣、裂紋等缺陷，合格率低下。因此，對(duì)于大型鎂合金扁平結(jié)構(gòu)件,要獲得高質(zhì)量鑄件，其鑄造工藝的合理設(shè)計(jì)十分重要。

另外，對(duì)于大型鎂合金扁平結(jié)構(gòu)件，其熱處理變形也是一個(gè)難題，由于產(chǎn)品尺寸大，在熱處理過(guò)程中容易產(chǎn)生翹曲的現(xiàn)象，通過(guò)校正也難以保證最終尺寸是否足夠。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服大型鎂合金扁平結(jié)構(gòu)件合格率低下的問(wèn)題，通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐和工藝總結(jié)，提出一種扁平結(jié)構(gòu)件的鑄造工藝方法，能有效解決大型鎂合金扁平結(jié)構(gòu)件在生產(chǎn)過(guò)程中容易產(chǎn)生欠鑄、夾渣、裂紋等鑄造缺陷以及其熱處理變形的問(wèn)題。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種大尺寸鎂合金扁平結(jié)構(gòu)件的鑄造工藝方法，包括如下步驟：

步驟一、澆注前的制備；

采用砂型鑄造，重力澆注，分為上下兩箱造型；

在鑄件的上平面設(shè)置加工余量，下平面設(shè)置加工余量；

澆注系統(tǒng)采用澆道，以保證澆注時(shí)合金能充分流動(dòng)；

在鑄件角上設(shè)置補(bǔ)縮冒口，以保證該處厚壁打孔位置無(wú)鑄造缺陷；

在鑄件內(nèi)徑的交接處設(shè)置補(bǔ)縮冒口，共8個(gè)，分布在鑄件八個(gè)角上，以保證該處的補(bǔ)縮效果；

在鑄件的內(nèi)澆道前設(shè)置補(bǔ)縮冒口，以保證該處的補(bǔ)縮效果；

在鑄件八個(gè)角的底面設(shè)置L1成形冷鐵，以提高該厚壁處的冷卻速度；

在鑄件內(nèi)澆口前的位置設(shè)置澆口前冷鐵，以減少澆口前的熱量集中；

在鑄件下表面設(shè)置底面冷鐵，以保證鑄件按照從下往上的方式順序凝固；

步驟二、熔煉澆注；

2.1 配料：配取ZM6合金，Nd量以2.5%計(jì)算，Zn量以0.5%計(jì)算，Zr量以1.0%計(jì)算，其余為鎂量，要驗(yàn)算Fe、Si含量：Fe﹤0.01%、Si﹤0.01%；

2.2 加料：將坩堝加熱到400℃～500℃，然后加入熔劑，再向坩堝內(nèi)加入爐料，加料次序：未重熔的回爐料 → 重熔的回爐料 → 鎂錠；

2.3 升溫：將合金液熔化并升溫，若中間過(guò)程有局部燃燒，立即撒上熔劑，溫度升至760℃～780℃時(shí)依次加入Zn錠、Mg-Nd中間合金和Mg-Zr中間合金；

2.4 精煉：合金液溫度降到750℃～770℃時(shí)用攪拌器進(jìn)行精煉；

2.5 靜置：將合金液升溫至800℃，靜置8分鐘～10分鐘后澆注；

2.6 澆注：澆注溫度為750℃，降溫澆注；

2.7補(bǔ)澆冒口： 當(dāng)合金液升至冒口三分之一高度時(shí)，以730℃合金液補(bǔ)澆冒口1次。

本發(fā)明大尺寸鎂合金扁平結(jié)構(gòu)件鑄造工藝方法，由于采取上述工藝措施，實(shí)現(xiàn)了大尺寸鎂合金扁平結(jié)構(gòu)件的鑄造，其各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，取得了鑄件無(wú)裂紋、無(wú)縮孔缺陷、質(zhì)量?jī)?yōu)良等有益效果。

附圖說(shuō)明

圖1 是大尺寸鎂合金扁平結(jié)構(gòu)件鑄造工藝圖的主視圖；

圖2是大尺寸鎂合金扁平結(jié)構(gòu)件鑄造工藝圖的B-B剖視圖；

圖3是大尺寸鎂合金扁平結(jié)構(gòu)件鑄造工藝圖的A-A剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。

圖1是大尺寸鎂合金扁平結(jié)構(gòu)件鑄造工藝圖的主視圖；圖2是大尺寸鎂合金扁平結(jié)構(gòu)件鑄造工藝圖的B-B剖視圖；圖3是大尺寸鎂合金扁平結(jié)構(gòu)件鑄造工藝圖的A-A剖視圖。圖1~3中：1、結(jié)構(gòu)件上表面；2、結(jié)構(gòu)件下表面；3、結(jié)構(gòu)件筋條；4、冒口M1；5、冒口M2；6、冒口M3；7、內(nèi)澆道；8、橫澆道；9、直澆道；10、鋼絲棉；11、鐵皮過(guò)濾網(wǎng)；12、冷鐵L1；13、冷鐵L2；14、冷鐵L3

如以上附圖所示，欲采用本發(fā)明方法鑄造的最大的大尺寸鎂合金扁平結(jié)構(gòu)件的輪廓尺寸為：1300×1000×80(mm)（長(zhǎng)×寬×高），其為扁平結(jié)構(gòu)件，上平面壁厚為6mm（圖示中1），下平面壁厚為8mm（圖示中2），中間部分加強(qiáng)筋為6mm（圖示中3）。