[發明專利]大型薄壁高強鋁合金雙錐菱形整體艙殼精密鑄造成型方法

有效

• 申請號: 201811070331.7
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN109112446B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 王華僑;王永鳳;王春艷;馮凱;郭玉;張穎;游旭;烏南;王宇飛;趙華軍;肖星雨
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天紅陽機電有限公司
• 主分類號: C22F1/043
• 分類號: C22F1/043;C22C21/02;B22C1/00;C22C1/03;B22D18/04
• 代理公司: 11570 北京眾達德權知識產權代理有限公司
• 代理人: 安磊

1.一種大型薄壁高強鋁合金雙錐菱形整體艙殼精密鑄造成型方法，其特征在于，所述方法包括：

制造符合設計圖紙的鋁合金雙錐菱形整體艙殼砂型鑄造模具；

配比熔煉符合要求的鋁合金材料，所述鋁合金為ZL114A高強鋁合金，所述配比熔煉符合要求的鋁合金材料包括：

采用精Al錠以及精鋁熔鑄的Al-Si、Al-Cu、Mg和Ti-B中間合金配制合金；加入鎳元素，并加入鋁鍶中間合金改善共晶硅形貌，優化合金元素含量；采用高純氬氣精煉，得到所述ZL114A高強鋁合金；

所述ZL114A高強鋁合金的化學成分的重量百分數為：Si含量為6.5％～7.5％；Cu含量為1％～3％；Mg含量為0.45％～0.75％；Ti+Ni總含量為0.05％～0.1％；B含量為0.05％～0.1％；Sr含量小于0.01％；雜質總量≤0.75％，其中主要雜質Fe含量＜0.1％；余量為Al；

將配比熔煉好的鋁合金材料在制造好的砂型鑄造模上，加工成鋁合金艙殼鑄件，所述加工成鋁合金艙殼鑄件包括：

所述ZL114A高強鋁合金在整體砂型鑄造模具中進行底注式反重力擠壓澆鑄，所述底注式反重力擠壓澆鑄的工藝為：

澆鑄前確保澆鑄爐內的溫度大于40℃，進行所述澆鑄爐預熱并干燥，并控制所述澆鑄爐內濕度小于80％；澆鑄時控制所述鋁合金液的溫度在680℃～720℃，擠壓壓力大于0.1Mpa，充型時間為20s～40s，保壓壓力為0.1MPa～0.12MPa，保壓時間為250s～350s；澆鑄后在爐溫降到室溫以后，靜置4小時后開爐，得到鋁合金艙殼鑄件；

將加工后的所述鋁合金艙殼鑄件裝配至艙殼熱處理工裝上，在所述艙殼熱處理工裝上對所述鋁合金艙殼鑄件進行熱處理工序，所述熱處理工序包括固溶處理工序以及T6淬火工序，其中，所述固溶處理工序包括：首先將所述鋁合金艙殼鑄件升溫至520℃，在520℃溫度下保溫2h，再將所述鋁合金艙殼鑄件升溫至538℃，在538℃溫度下保溫8h后出爐；所述T6淬火工序包括：在鋁合金淬火液中淬火，以小于20s的速度將所述鋁合金艙殼鑄件轉移入液，所述鋁合金艙殼鑄件采用上下立式入水，所述鋁合金淬火液的溫度不低于70℃；

將經T6淬火工序后的所述鋁合金艙殼鑄件從艙殼熱處理工裝上拆除，拆除后，所述鋁合金艙殼鑄件進行時效處理工序，所述時效處理工序包括：在臺式干燥箱中對所述鋁合金艙殼鑄件進行人工時效處理，將所述鋁合金艙殼鑄件升溫至165℃，保溫8h后出爐空冷至室溫；

對經熱處理工序后的所述鋁合金艙殼鑄件進行性能檢測；

對性能檢測通過的所述鋁合金艙殼鑄件進行尺寸變形加工，以獲得符合要求的鋁合金異形艙殼。

2.根據權利要求1所述的一種大型薄壁高強鋁合金雙錐菱形整體艙殼精密鑄造成型方法，其特征在于，所述制造符合設計圖紙的鋁合金雙錐菱形整體艙殼砂型鑄造模具包括：

設計并優化鋁合金雙錐菱形整體艙殼砂型鑄造模具的成型工藝和鑄件圖；

根據優化后的整體砂型鑄造模具的鑄件圖，制造砂型鑄造模具；

制造并檢測砂型鑄造模具的型芯和型腔；

通過三維掃描檢測整體砂型鑄造模具。

3.根據權利要求2所述的一種大型薄壁高強鋁合金雙錐菱形整體艙殼精密鑄造成型方法，其特征在于，所述制造砂型鑄造模具包括：

通過呋喃樹脂砂整體砂型制造砂型鑄造模具。

4.根據權利要求2所述的一種大型薄壁高強鋁合金雙錐菱形整體艙殼精密鑄造成型方法，其特征在于，所述砂型鑄造模具的型芯和型腔的造型材料為70～140目的擦洗砂和PEPSET樹脂混合而成的樹脂砂。