[發(fā)明專利]一種大型激光切割機(jī)用鋁合金橫梁的鑄造方法

在審

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• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113604688A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃街華;占穩(wěn);陳宇;張建忠;巫世強(qiáng);張位北
• 申請（專利權(quán)）人: 機(jī)械科學(xué)研究總院（將樂）半固態(tài)技術(shù)研究所有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C1/06;C22C21/10;B22D18/06
• 代理公司: 北京易捷勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11613
• 代理人: 黃駿鵬

本發(fā)明提供的一種大型激光切割機(jī)用鋁合金橫梁的鑄造方法，通過合理選擇和控制鑄造方法參數(shù)，鑄件補(bǔ)縮良好，鑄件成形性好，能夠形成輪廓清晰、表面光潔的橫梁鑄件。鑄件組織致密、機(jī)械性能高，不僅保證了橫梁的致密度，使得橫梁不至于產(chǎn)生過多的機(jī)械粘砂，確保了橫梁的表面質(zhì)量，尤其是在結(jié)晶保壓階段，設(shè)置結(jié)晶增壓速度1?1.2kpa/s；結(jié)晶保壓階段增壓20kPa下保壓時間為500?600s，在很大程度上決定了鑄件的致密度，使得最終得到的鋁合金橫梁替代鋼材質(zhì)橫梁，減輕重量，提高激光切割機(jī)的工作效率、精度與穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鑄造領(lǐng)域，特別涉及一種大型激光切割機(jī)用鋁合金橫梁的鑄造方法。

背景技術(shù)

橫梁是大型激光機(jī)的重要組成部分，橫梁長3.6米，是主要的結(jié)構(gòu)承載件。橫梁安裝在運(yùn)動滑軌上，橫梁上安裝懸臂與激光切割刀具，需要良好的動態(tài)特性，也需要一定耐腐蝕性，表面不允許有冷隔、裂紋、欠鑄等鑄造缺陷，力學(xué)性能不低于ZL101A-T6國家標(biāo)準(zhǔn)：抗拉強(qiáng)度≥275Mpa，延伸≥3％且硬度≥89HB。

一般大型鋁合金載件使用材料都是ZL101A，但ZL101A材料需要熱處理才能得到較高力學(xué)性能，大型件熱處理又對熱處理爐大小和控溫精度要求高，研究后決定以AlZn10Si8Mg材料為基礎(chǔ)，并對其成分進(jìn)行優(yōu)化，傳統(tǒng)的AlZn10Si8Mg材料主要成分及其質(zhì)量百分比為：Si：7.5～8.3％、Mg：0.2～0.4％、Zn 9.0～10.5％、Fe 0～0.3％，其余組分為AL。

然而現(xiàn)有的大型激光切割機(jī)橫梁所采用的材料通常為鋼材質(zhì)，重量較大，嚴(yán)重影響了激光切割機(jī)的工作效率、精度和穩(wěn)定性，因此，需要一種大型激光切割機(jī)用鋁合金橫梁的鑄造方法，通過以鋁合金材質(zhì)替代鋼材質(zhì)橫梁的方式，減輕重量，提高激光切割機(jī)的工作效率、精度與穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明提供一種大型激光切割機(jī)用鋁合金橫梁的鑄造方法，通過以鋁合金材質(zhì)替代鋼材質(zhì)橫梁的方式，減輕重量，提高激光切割機(jī)的工作效率、精度與穩(wěn)定性。

(二)技術(shù)方案

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種大型激光切割機(jī)用鋁合金橫梁的鑄造方法，包括步驟：

S1、將固態(tài)鋁合金材料投入坩堝電阻爐中熔煉形成鋁合金液；

S2、采用氮?dú)飧∮纬龤夥ǎ瑢λ鲣X合金液進(jìn)行除氣，得到除氣后的鋁合金液；

S3、對所述鋁合金液進(jìn)行低壓澆注，澆注溫度為690-700℃；

升液階段，升液壓力為26-30kPa，

升液速度40-50mm/s；

充型階段，充型壓力為45-50kPa；

充型速度為50-60mm/s，直至將型腔全部充滿；

結(jié)殼增壓階段，結(jié)殼增壓速度0.8-1kpa/s；

結(jié)殼增壓壓力為4.5-5kPa；

結(jié)殼增壓時間6-8s；

結(jié)晶保壓階段，結(jié)晶增壓速度1-1.2kpa/s；

結(jié)晶保壓階段增壓20kPa；

在前述條件下保壓時間為500-600s；

S4、卸壓冷卻后，得到鋁合金橫梁。

(三)有益效果