[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

本發明公開了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，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；S2、機匣鑄件的鑄造；S3、采用差壓鑄造工藝進行機匣鑄造；S4、鋁液熔煉和澆注控制；S5、鑄件熱處理。本發明機匣鑄件采取銅管和“PLM?聚碳石膏型芯”的復合型芯，實現一個整芯，大大提高了組芯精度，具有良好的退讓性，極大地減少鑄件應力和變形，大大地減小鑄件尺寸變形和裂紋等鑄造冶金缺陷。

技術領域

本發明屬于鑄造領域，具體地說就是一種大型發動機零部件的鑄造方法，尤其是一種半封閉大型腔體結構、外廓“細長”、內鑄油路的發動機機匣零件的鑄造方法，該機匣零件由鋁合金鑄造而成。

背景技術

鋁合金大型發動機機匣（以下簡稱機匣）主要承受齒輪軸支反力、發動機的振動及機動載荷，最高工作溫度為175℃，采用鑄鋁鋁合金鑄件機加成形。其基本輪廓尺寸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，這些特點給機匣鑄件的鑄造帶來極大的技術難度。主要技術難度體現為：一是機匣內有復雜的油路系統，油路空間走向曲折，壁厚很薄，要求油路具有精確的形狀尺寸、精確可靠的固定和定位手段，以及良好的表面質量和退讓性等，才能確保油路可以完整成形，達到功能要求，又不影響整體機匣的性能；二是半封閉大型內腔體的鑄造成型是鑄件獲得成功的關鍵，且鑄件內腔有復雜的油路、鑄件內腔型芯產生極大的熱收縮應力，是鑄件產生變形和裂紋的主要原因。

現有機匣鑄件存在鑄件成型壁厚不均，內部冶金質量較差、尺寸精度低、易變形和產生裂紋，表面粗糙等技術問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種用于鑄造航空發動機機匣部件的鑄型的制造方法，以減少或避免前面所提到的技術問題。

為解決上述至少一個技術問題，本發明的提出了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，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、凸臺位置等結構參數，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；