[發明專利]復雜薄壁鋁鎂合金鑄件及其鑄造方法

有效

• 申請號: 202010470495.X
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111515377B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 米瀝;連凱文;王代君;袁建華;姜智超;歐陽春芳;胡斌
• 申請（專利權）人: 中國航發南方工業有限公司
• 主分類號: B22D47/02
• 分類號: B22D47/02;B22D18/06;B22C3/00;B33Y80/00
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 李婷婷

本發明公開了一種復雜薄壁鋁鎂合金鑄件及其鑄造方法，鑄造方法包括以下步驟：S1、設計預打印樹脂砂鑄型的三維模型，采用噴樹脂3D打印裝置以樹脂砂為原料進行3D打印獲得具有鑄件型腔、澆冒系統型腔的樹脂砂鑄型；S2、將與樹脂砂鑄型外形相匹配的金屬砂箱套設在樹脂砂鑄型上，樹脂砂鑄型與金屬砂箱套之間預留50mm～300mm的間隙；S3、將填料填充在樹脂砂鑄型與金屬砂箱套之間的間隙中，硬化，獲得預澆注鑄型；S4、將預澆注鑄型放置真空差壓鑄造裝置完成鑄造，獲得復雜薄壁鋁鎂合金鑄件。本發明的復雜薄壁鋁鎂合金鑄件的鑄造方法，實現將噴樹脂3D打印技術與真空差壓鑄造技術有效的結合，具有周期短、精度高、質量好、成本優的特點。

技術領域

本發明涉及航空發動機鑄件鑄造領域，特別地，涉及一種復雜薄壁鋁鎂合金鑄件。此外，本發明還涉及一種包括上述復雜薄壁鋁鎂合金鑄件的鑄造方法。

背景技術

噴樹脂3D打印是指將三維模型切片，設備打印頭按切片文件每一層的形狀精確定位，將樹脂噴涂到型砂上，依次層層堆積、自然固化形成所需的三維砂型模型的打印方式。激光燒結3D打印技術是指將樹脂經激光固化，層層堆積形成所需三維樹脂模型的打印方式。與傳統的砂型鑄造通過金屬模具制造的砂型、砂芯不同，噴樹脂3D打印具有3D打印通用的無模具快速試制優勢，并且具有砂型(芯)表面質量好，強度適中，尺寸精度高的特點，還具有降低砂型、砂芯整體成型組合誤差，復雜細長油路砂芯內置排氣通道等優點，打印的砂型、砂芯組合后可直接用于重力鑄造。而由于現代航空發動機鋁鎂鑄件結構日趨精細復雜，部分鑄件具有長油路、多內腔、壁薄、空間結構復雜等特點，傳統的重力鑄造充型能力有限，不利于復雜鑄件的制備。

發明內容

本發明提供了一種復雜薄壁鋁鎂合金鑄件及其鑄造方法，以解決傳統的重力鑄造充型能力有限，不利于復雜鑄件制備的技術問題。

本發明采用的技術方案如下：

一種復雜薄壁鋁鎂合金鑄件鑄造方法，

S1、設計預打印樹脂砂鑄型的三維模型，采用噴樹脂3D打印裝置以樹脂砂為原料進行3D打印獲得具有鑄件型腔、澆冒系統型腔的樹脂砂鑄型；

S2、將與樹脂砂鑄型外形相匹配的金屬砂箱套設在樹脂砂鑄型上，樹脂砂鑄型與金屬砂箱套之間預留50mm～300mm的間隙；

S3、將填料填充在樹脂砂鑄型與金屬砂箱套之間的間隙中，硬化，以實現樹脂砂鑄型與金屬砂箱套緊密連接，獲得預澆注鑄型；

S4、將預澆注鑄型放置真空差壓鑄造裝置完成鑄造，獲得復雜薄壁鋁鎂合金鑄件。

進一步地，在步驟S1中的設計三維模型階段，在樹脂砂鑄型外壁面設有用于與填料夾持固定的第一吃砂結構；填料采用樹脂砂。

進一步地，第一吃砂結構采用沿樹脂砂鑄型外壁面周向布設的第一凹槽結構；第一凹槽結構為多個，多個第一凹槽結構沿樹脂砂鑄型外壁面周向等距布設。

進一步地，步驟S2中的金屬砂箱內壁面帶有加強筋。

進一步地，樹脂砂鑄型外壁面設有用于與金屬砂箱的加強筋配合的凹腔，通過凹腔與加強筋一一對應配合，以使得金屬砂箱與樹脂砂鑄型之間的徑向方向上保持相同間距；第一吃砂結構布設在樹脂砂鑄型外壁面中部并與凹腔相交。

進一步地，金屬砂箱內壁面設有用于與填料夾持固定的第二吃砂結構。

進一步地，第二吃砂結構采用沿金屬砂箱內壁面周向布設的第二凹槽結構；第二凹槽結構為多個，多個第二凹槽結構被加強筋隔斷并沿所述金屬砂箱軸向等距排布。

進一步地，步驟S3中的獲得的預澆注鑄型后還包括對預澆注鑄型的型腔表面噴涂硼酸溶液，再進行加熱處理；硼酸溶液中的硼酸質量百分比為20％～40％；加熱處理采用烘烤處理，烘烤的溫度為110℃～130℃，烘烤的時間為6h～10h。