[發明專利]一種控制大型復雜鋁銅合金變形用的自生激冷方法

有效

• 申請號: 201710491205.8
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107321952B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 鄒鶉鳴;常濤;魏尊杰;王宏偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B22D15/00
• 分類號: B22D15/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

一種控制大型復雜鋁銅合金變形用的自生激冷方法，它涉及一種自生激冷方法，具體涉及一種控制大型復雜鋁銅合金變形用的自生激冷方法。本發明為了解決現有大型復雜鋁銅合金構件鑄造成形過程鑄件變形的問題。本發明的具體步驟為：步驟一、將大型復雜鋁銅合金鑄件局部分成A區和B區，并判定A區和B區是否適合使用自生冷鐵；步驟二、計算所需自生冷鐵的數量；步驟三、將自生冷鐵設置在相應的區域內；步驟四、形成自生冷鐵的型腔位置。本發明屬于機械領域。

技術領域

本發明涉及一種自生激冷方法，具體涉及一種控制大型復雜鋁銅合金變形用的自生激冷方法，屬于機械領域。

背景技術

大型復雜鋁銅合金構件廣泛應用于航空、航天軍事工業。其加工制造流程中涉及鑄造、熱處理等熱加工過程,其中鑄造是成形構件的關鍵環節。對于大型復雜鋁銅合金構件而言,由于其形狀結構的復雜性,例如構件壁厚不均勻,存在大量的助壁、加強筋等,鑄造過程極易發生變形,變形超差將導致零件報廢。雖然對大型復雜鋁銅合金構件鑄造變形進行了大量的研究,采取各種措施使鑄造變形得到了較大程度的控制,但始終沒有能從根本上解決變形的問題。對于鋁銅合金鑄件而言，其變形主要是由于鑄造過程液/固相變不受控、獲得的鑄造組織不均勻而產生的,對于大型復雜鋁銅合金鑄件而言,尤其是差異壁厚構件,其不均勻程度更大,因此凝固過程中極易發生變形。目前,對于鋁銅鑄造組織控制主要調節鑄型冷卻的方式,對厚壁部位施加異種材料的外冷鐵，例如，鑄鐵冷鐵或純鋁冷鐵，由于冷鐵激冷能力較強，鋁銅合金鑄件凝固過程表面凝固到一定厚度時，凝固收縮量積累到一定程度，冷卻界面與冷鐵分離產生氣隙，冷鐵激冷效果急劇降低，這導致鑄件厚壁部位心部的組織與表面組織產生明顯差異，組織的差異往往帶來大量的殘余應力,使得鑄件在冷卻過程中應力釋放發生變形。為此需要從大型復雜鋁銅合金鑄件變形的根本原因入手,提出一種全新的大型復雜鋁銅合金鑄件變形控制方法,達到其鑄造過程少無變形目的。

發明內容

本發明為解決現有大型復雜鋁銅合金構件鑄造成形過程鑄件變形的問題，進而提出一種控制大型復雜鋁銅合金變形用的自生激冷方法。

本發明為解決上述問題采取的技術方案是：本發明所述方法的具體步驟如下：

步驟一、將大型復雜鋁銅合金鑄件局部分成A區和B區，并判定A區和B區是否適合使用自生冷鐵；

步驟二、計算所需自生冷鐵的數量；

步驟三、將自生冷鐵設置在相應的區域內；

步驟四、形成自生冷鐵的型腔位置。

本發明的有益效果是：1、大型復雜鋁銅合金鑄件冷卻過程中根據構件壁厚差異,調整局部換熱能力,使得不同壁厚處冷速相近,控制液/固相變過程，從而實現不同壁厚處組織均勻化,減小由于組織差異而導致的變形，控制變形效果好；2、本發明控制大型復雜鋁銅合金鑄件變形采用了自生激冷的方法，由于自生冷鐵由金屬液在成形大型復雜鋁銅合金鑄件的澆注過程直接形成，并與鑄件直接相連，因此不存在凝固過程產生氣隙的問題，可以充分發揮激冷效果，與傳統冷鐵工藝相比其冷卻效果和鑄件抗變形能力更好；3、本發明采用判斷自生冷鐵澆注過程直接形成，并與鑄件材料相同，判斷其的數量所采用的參數均為鑄造工藝設計時使用的參數，與傳統冷鐵工藝相比，不需要重新測試冷鐵物性，可以直接使用鑄件材料數據，操作實施更簡便；4、本發明可以實現大型復雜鋁銅合金鑄件鑄造成形過程中內部應力及變形量最小化,利用本方法制備的大型復雜鋁銅合金鑄件的徑向變形顯著降低,徑向變形降低70％以上,針對大型復雜Al-Cu合金鑄件的鑄造采用該技術,因變形最小而使成品率達100％。

附圖說明

圖1是大型復雜鋁銅合金的結構示意圖；

圖2是大型復雜鋁銅合金安裝自生冷鐵后的結構示意圖。

具體實施方式