[發明專利]一種鋁合金大型發動機機匣零件的鑄造工藝

有效

• 申請號: 201710385509.6
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN108927504B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 譚葉林;孫起立;王建民;張功讓
• 申請（專利權）人: 遼寧銀捷裝備科技股份有限公司
• 主分類號: B22D18/04
• 分類號: B22D18/04;C22C21/04;C22C1/06
• 代理公司: 沈陽中科精創專利代理事務所(特殊普通合伙) 21253
• 代理人: 崔艷姣

1.一種鋁合金大型發動機機匣零件的鑄造工藝，所述機匣部件基本輪廓尺寸1400㎜x460㎜x195㎜，主體壁厚5～7㎜，整個機匣為半封閉大型腔體結構，外廓“細長”，內鑄油路，其特征在于：所述鑄造工藝路線包括以下步驟：

S1、采取反重力法熔模精密鑄造工藝初步設計鑄件毛坯結構，在不影響零件使用的前提下，調整工藝筋、壁厚、凸臺位置的結構參數，使得鑄件毛坯結構更適合鑄造生產；

S2、機匣鑄件的鑄造，其采用銅管和PLM-聚碳石膏型芯制成復合型芯，即先采用鋅合金外支撐制成一個“半圓”的芯骨，該芯骨的形狀結構與細長三維空間結構型芯外形一致，通過熔模精密鑄造工藝將銅管和鋅合金牢固地鑄造在一起，壓制PLM-聚碳石膏型芯，使鋅合金外支撐與PLM-聚碳石膏型芯成為一體，保證機匣鑄件在鑄造過程中不錯位；在型殼焙燒時將鋅合金熔化脫出，通過化學反應將銅管腐蝕掉，即可獲得尺寸準確、內壁光滑和鋁鑄件組織致密的復雜油路；設計制造一套蠟型，將PLM-聚碳石膏型芯復合型芯固定在蠟型里，壓制蠟模，實現蠟模的制造，通過涂料-脫蠟-焙燒獲得機匣型殼；

S3、采用差壓鑄造工藝進行機匣鑄造，首先用MAGMA鑄造模擬軟件對鑄造施工圖進行模擬，分析鑄件的流場、溫度場、應力場，對鑄件的結構、澆注系統和鑄造工藝參數設計進行優化，將焙燒好的機匣型殼放在砂箱里，四周填充水玻璃砂進行鑄件的差壓鑄造；

S4、鋁液熔煉和澆注控制，在澆注過程中，確定合理的充型速度以及差壓罐保壓壓力，確定合理的澆注溫度，在鑄件最高點設置信號燈，保證每個鑄件的充型時間±2s之內；

S5、鑄件熱處理，先應用熱處理軟件進行模擬，確定鑄件最佳熱處理工藝方案，如鑄件擺放位置、入水方向、入水時間和水的溫度，并設計合理的鑄件熱處理卡具，確保鑄件熱處理不變形；鑄件劃線，按線加工輔助卡臺，并與熱處理夾具鎖緊固定，垂直淬火介質面放置，盡可能減少鑄件熱處理產生的變形；采取熱等靜壓，提高鑄件尺寸穩定性，提高鑄件機械性能。

2.根據權利要求1所述的鑄造工藝，其特征在于，S2中所述的鋅合金為ZA-27鋅基合金，其力學性能：σb為350～400MPa, δ5為2.0～3.0%，HB=100～120,熔點約為380℃；將型殼焙燒至溫度900℃左右，鋅合金可完全熔化，甚至沸騰。

3.根據權利要求1所述的鑄造工藝，其特征在于，S4中所述鋁液的原材料鋁錠或合金錠Fe含量必須0.1%以下，鑄鋁鋁合金的化學成分為Si6.8～7.2%,Mg0.5～0.6%,Ti0.15～0.20%,Be0.1～0.2%,Fe0.1%。

4.根據權利要求1所述的鑄造工藝，其特征在于，S4中所述鋁液采用長效變質劑金屬鍶（0.04～0.06%）和稀土（0.2～0.3%）變質鋁液，該變質工藝，試樣二次枝晶間距最小，氣孔少，硅顆粒成點狀或蠕蟲狀、共晶團小且分散；采取觀察斷口（Ф15）法和加工試塊高倍金相觀察法相結合，確定鋁液變質效果。

5.根據權利要求1所述的鑄造工藝，其特征在于，S4中所述的充型速度0.0014～0.004MPa/s,差壓罐保壓差不小于0.5Mpa，澆注溫度690～710℃。