CN102974775B - 一种铝合金轴承环的浇铸方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金轴承环的浇铸方法，旨在解决现有轴承环浇铸技术中普遍存在的材料和能源浪费严重、浇铸效率低、成品力学性能差、缺陷多的问题。该方法包括以下步骤：切料备料、加热熔料、保护气精炼、整体浇铸、分割铸件和精确打磨。采用该方法浇铸的轴承环其力学性能良好，能够替代部分锻件，且性价比高，能推广应用至航天航空等诸多领域。

Description

一种铝合金轴承环的浇铸方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金轴承环的浇铸方法，属于铸造技术领域。
背景技术
轴承环为受力结构件，对机械性能要求严格，虽然结构简单，但由于其外径尺寸大，壁厚，内部质量要求高，产品内部不能存在疏松，夹杂等缺陷，要铸造出取代锻件的合格产品有不小难度。
轴承环外径大，高度尺寸小，铸件浇注系统布置不便，且即便是浇注也不能有效保证产品质量。另外采用压差方法浇注铸件，每一炉的炉料只能浇注一个铸件，浇注完一个铸件后，剩余炉料必须要重新熔炼后再次浇铸，不仅浪费材料和能源，而且效率较低，再者经浇铸而得的轴承环成品力学性能差，缺陷较多。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种铝合金轴承环的浇铸方法，以解决现有的轴承环浇铸系统中普遍存在的材料和能源浪费严重、浇铸效率低、成品力学性能差、缺陷多的问题。
本发明的目的是通过如下技术方案予以实现的：
一种铝合金轴承环的浇铸方法，该方法包括以下步骤：
（a）将铝锭切割成5kg重的铝块，喷砂除去铝块表面的杂质；
（b）将烘干后的300kg铝块放入预热去除水汽的坩埚中加热熔化；
（c）向熔化的铝液中通入保护气精炼20～30分钟，扒去浮渣后注入砂型模具；
（d）经砂模浇铸成一个3.5倍标准高度的轴承环铸件；
（e）室温静置10～12小时后开箱取出铸件，落砂、清理；
（f）将定型后的铸件经机械切割成3个标准高度的轴承环；
（g）用车削去除工艺余量，打磨出成品。
所述步骤（d）中的3.5倍标准高度的铸件，每个标准高度轴承环之间留有0.25倍标准高度的切割缝隙余量，其目的在于为后期切割提供加工范围，保证切割后的轴承环高度为标准高度。
为了避免铝液对型壁或型芯的冲刷，减少了铸件产生的夹杂缺陷和气孔，提高铸件的合格率，所述步骤（d）中的浇铸为底注式压差铸造。
所述铝锭是成分含量为Cu 4.8～5.2%、Mn 0.29～0.42%、Zr 0.1～0.21%、Re 0.1～0.19%、其余为Al，采用普通铝锭代替高纯铝作为合金基体，再向其中加入其它部分金属，不仅保证了铸件强度，而且成本较低。
所述步骤（c）中的保护气为氮气，其容易获得，成本较低。
与现有技术相比，本发明提供的铝合金轴承环的浇铸方法，采用普通铝锭取代高纯铝，加入适量其他金属后熔炼，不仅能保证铸件的强度，而且成本较低；将传统的单个浇铸组合为整体浇铸后再分割成单个铸件，浇铸效率明显提高，且节约了原材料和能源；采用该方法浇铸的铝合金铸件性能优良、力学性能良好，其性能指标能够达到：抗拉强度бb=475MPa以上，伸长率δ5=5％以上。能够替代部分锻件，且性价比高，能推广应用至航天航空等诸多领域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进一步说明，但所要求保护的范围并不局限于所述：
实施例1：
取铝锭300kg，将其切割成每块5kg重的铝块，对切割后的铝块进行喷砂处理，去除铝块表面的氧化皮、油污等杂质；将烘干后的300kg铝块放入预热除去水汽的坩埚中，加热熔化；向熔化的铝液中通入氮气精炼20分钟后扒去铝液表面的浮渣，将铝液注入砂型模具浇铸；浇铸成一个3.5倍标准高度的轴承环铸件，室温静置10小时待铸件定型后开箱，取出铸件，落砂、清理，将铸件放置在机械切割机床上，按预留的0.25倍标准高度的切割缝隙余量切割成3个标准高度的轴承环铸件，再将其放置在车削机床上削去工艺余量，即得成品。
实施例2：
取铝锭300kg，将其切割成每块5kg重的铝块，对切割后的铝块进行喷砂处理，去除铝块表面的氧化皮、油污等杂质；将烘干后的300kg铝块放入预热除去水汽的坩埚中，加热熔化；向熔化的铝液中通入氮气精炼25分钟后扒去铝液表面的浮渣，将铝液注入砂型模具浇铸；浇铸成一个3.5倍标准高度的轴承环铸件，室温静置11小时待铸件定型后开箱，取出铸件，落砂、清理，将铸件放置在机械切割机床上，按预留的0.25倍标准高度的切割缝隙余量切割成3个标准高度的轴承环铸件，再将其放置在车削机床上削去工艺余量，即得成品。
实施例3：
取铝锭300kg，将其切割成每块5kg重的铝块，对切割后的铝块进行喷砂处理，去除铝块表面的氧化皮、油污等杂质；将烘干后的300kg铝块放入预热除去水汽的坩埚中，加热熔化；向熔化的铝液中通入氮气精炼30分钟后扒去铝液表面的浮渣，将铝液注入砂型模具浇铸；浇铸成一个3.5倍标准高度的轴承环铸件，室温静置12小时待铸件定型后开箱，取出铸件，落砂、清理，将铸件放置在机械切割机床上，按预留的0.25倍标准高度的切割缝隙余量切割成3个标准高度的轴承环铸件，再将其放置在车削机床上削去工艺余量，即得成品。
采用该方法浇铸的铝合金铸件性能优良、力学性能良好，其性能指标能够达到：抗拉强度бb=475MPa以上，伸长率δ5=5％以上，能够替代部分锻件，且性价比高，能推广应用至航天航空等诸多领域。

Claims (1)

1.一种铝合金轴承环的浇铸方法，其特征在于：该方法包括以下步骤： 
(a)将铝锭切割成5kg重的铝块，喷砂除去铝块表面的杂质； 
(b)将烘干后的300kg铝块放入预热去除水汽的坩埚中加热熔化； 
(c)向熔化的铝液中通入保护气精炼20～30分钟，扒去浮渣后注入砂型模具； 
(d)经砂模浇铸成一个3.5倍标准高度的轴承环铸件； 
(e)室温静置10～12小时后开箱取出铸件，落砂、清理； 
(f)将定型后的铸件经机械切割成3个标准高度的轴承环； 
(g)用车削去除工艺余量，打磨出成品；
所述步骤(d)中的3.5倍标准高度的铸件中，每个标准高度轴承环之间留有0.25倍标准高度的切割缝隙余量； 
所述步骤(d)中的浇铸为底注式压差铸造； 
所述铝锭是成分含量为Cu4.8～5.2％、Mn0.29～0.42％、Zr0.1～0.21％、Re0.1～0.19％、其余为Al； 
所述步骤(c)中的保护气为氮气。 
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