CN103506577B - 一种铝合金铸件的精密铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金铸件的精密铸造方法,主要包括以下步骤:根据铸件的结构制作模具,熔炼铝合金熔液,所述铝合金熔液的组成为:Si:0.5-0.6%、Fe:1-2%、Cu:2-2.5%、Mn:4-5%、Mg:2.6-7.5%、Zn:2-3%、Ti:0.5-1%、Cr:0.6-0.9%、Y:1-2%、Zr:2-3%、Sb:0.5-2%,余量为Al;采用调压浇注,分阶段热处理工艺。通过该工艺使得铝合金铸件,尤其是大型铸件的质量得到满足。
Description
技术领域
本发明涉及一种精密铸造方法,尤其是涉及一种铝合金铸件的精密铸造方法。
背景技术
铸造铝合金作为传统的金属材料,由于其密度小、比强度高等特点,广泛地应用于航天、航空、汽车、机械等各行业,且随着现代工业及铸造新技术的发展,对铸造铝合金需求量越来越大。同时随着高性能航空航天飞行器的发展,其内部构件也向着大尺寸、精度要求高、结构复杂、冶金力学性能要求高的方向发展。
随着航空、航天、汽车工业等代表的高技术领域的快速发展,对各类铝合金构件的集成化、轻量化、可靠性提出了更高的要求。同时,在满足冶金性能要求的前提下,对复杂铸件的尺寸精度和表面质量也提出了更高的要求。国内外主要采用精密成型的铸造方法来实现铸件的成型及其他要求。
一般地,大型铝合金铸件易产生严重的铸造缺陷,且由于该种铸件结构较为复杂,曲面较多,加工量小,要求一次成型率高,同时具备较高力学性能和冶金性能,这就造成了很大的技术难度。采用其他铸造方法或者难以避免这些缺陷,达不到零件的技术要求,或者铸件成品率低,成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种铝合金铸件的精密铸造方法,该方法采用熔模精密铸造,生产的铸件尺寸精度高、表面质量好、形状复杂、能用于多种合金、生产批量灵活。
本发明的技术方案完整一体,每个参数均是经过严格控制,使得产品质量得到保证。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:一种铝合金铸件的精密铸造方法,,主要包括以下步骤:根据铸件的结构制作模具,铸件收缩率为0.5%~1.0%,拔模斜度为1′~3′;采用压蜡机压制蜡模及浇口杯、横浇道、直浇道及内浇口;并对蜡模修型;按照组合图进行蜡模组型;最后对组合后的蜡模除油;对以上组好型的蜡模进行多层挂砂;然后进行脱蜡,脱蜡参数为:外胆蒸汽压力0.1~0.5Mpa;脱蜡时间5-10min;使用温度130-150℃,脱蜡后模壳在通风条件下自干不少于20小时;模壳在箱式电阻炉中焙烧,炉温低于260-280℃时模壳入炉,随后升温至500-700℃,保温2-3小时,完成后关闭电源,模壳随炉冷却至450℃以下取出,待冷却至室温后检验模壳;:经水洗的模壳须进行烘壳工序,烘壳温度:350℃,保温≥3小时,随炉冷至室温后用纸封口待造型浇注;采用水玻璃干砂造型;熔炼铝合金熔液,所述铝合金熔液的组成为:Si:0.5-0.6%、Fe:1-2%、Cu:2-2.5%、Mn:4-5%、Mg:2.6-7.5%、Zn:2-3%、Ti:0.5-1%、Cr:0.6-0.9%、Y:1-2%、Zr:2-3%、Sb:0.5-2%,余量为Al;采用调压浇注,浇注温度:750-790℃,同步建压:300-400KPa,升液压力:5-10Kpa,升液速度;200-300mm/s,充型压力差:60-100KPa,充型速度:200-300mm/s,结晶压力:2-3Kpa,结晶时间:100-250s;铸件清理:采用水力清壳或干吹砂清壳,采用锯床切割浇注系统,采用吹砂机进行吹砂;分阶段热处理:(1)第一阶段均匀化热处理:将铝合金铸锭放入热处理加热装置中,由室温升温至200-250℃进行保温处理,保温时间为36-48h,(2)第二阶段均匀化热处理:继续升温至350-400℃进行保温处理,保温时间为12-24h,(3)第三阶段均匀化热处理:继续升温至460-520℃进行保温处理,保温时间为12-16h;(4)第四阶段均匀化热处理:继续升温至550-560℃进行保温处理,保温时间为0.5-1h;最后将铸锭冷却至室温。
更进一步地,所述铝合金熔液的组成为:Si:0.58%、Fe:1.8%、Cu:2.35%、Mn:4.22%、Mg:6.1%、Zn:2.7%、Ti:0.56%、Cr:0.68%、Y:1.8%、Zr:2.9%、Sb:1.35%,余量为Al。
本发明的效果在于:
通过特定的参数优化,工艺配合,铝合金铸件的精密铸造方法提供了可靠的技术方案,制造出符合要求的铸件,同时,极大的提高了产品质量及成品率,降低生产成本,创造了极大的经济效益。后续的稍有复杂的热处理工艺,使得铸件的质量和性能得到更有力的保证。
具体实施方式
实施例1
一种铝合金叶轮的精密铸造方法,主要包括以下步骤:根据铸件的结构制作模具,铸件收缩率为0.8%,拔模斜度为2′;采用压蜡机压制蜡模及浇口杯、横浇道、直浇道及内浇口;并对蜡模修型;按照组合图进行蜡模组型;最后对组合后的蜡模除油;对以上组好型的蜡模进行多层挂砂;然后进行脱蜡,脱蜡参数为:外胆蒸汽压力0.4Mpa;脱蜡时间8min;使用温度135℃,脱蜡后模壳在通风条件下自干不少于20小时;模壳在箱式电阻炉中焙烧,炉温低于270℃时模壳入炉,随后升温至550℃,保温2.5小时,完成后关闭电源,模壳随炉冷却至450℃以下取出,待冷却至室温后检验模壳;:经水洗的模壳须进行烘壳工序,烘壳温度:350℃,保温5,随炉冷至室温后用纸封口待造型浇注;采用水玻璃干砂造型;熔炼铝合金熔液,所述铝合金熔液的组成为:Si:0.52%、Fe:1.6%、Cu:2.22%、Mn:4.37%、Mg:3.86%、Zn:2.55%、Ti:0.85%、Cr:0.76%、Y:1.1%、Zr:2.34%、Sb:0.51%,余量为Al;采用调压浇注,浇注温度:760℃,同步建压:310KPa,升液压力:5.5Kpa,升液速度;210mm/s,充型压力差:65KPa,充型速度:235mm/s,结晶压力:2.4Kpa,结晶时间:125s;铸件清理:采用水力清壳或干吹砂清壳,采用锯床切割浇注系统,采用吹砂机进行吹砂;分阶段热处理:(1)第一阶段均匀化热处理:将铝合金铸锭放入热处理加热装置中,由室温升温至230℃进行保温处理,保温时间为38h,(2)第二阶段均匀化热处理:继续升温至380℃进行保温处理,保温时间为15h,(3)第三阶段均匀化热处理:继续升温至480℃进行保温处理,保温时间为14h;(4)第四阶段均匀化热处理:继续升温至555℃进行保温处理,保温时间为0.7h;最后将铸锭冷却至室温。
Claims (2)
1.一种铝合金铸件的精密铸造方法,其特征在于,主要包括以下步骤:根据铸件的结构制作模具,铸件收缩率为0.5%~1.0%,拔模斜度为1′~3′;采用压蜡机压制蜡模及浇口杯、横浇道、直浇道及内浇口;并对蜡模修型;按照组合图进行蜡模组型;最后对组合后的蜡模除油;对以上组好型的蜡模进行多层挂砂;然后进行脱蜡,脱蜡参数为:外胆蒸汽压力0.1~0.5Mpa;脱蜡时间5-10min;使用温度130-150℃,脱蜡后模壳在通风条件下自干不少于20小时;模壳在箱式电阻炉中焙烧,炉温低于260℃时模壳入炉,随后升温至500-700℃,保温2-3小时,完成后关闭电源,模壳随炉冷却至450℃以下取出,待冷却至室温后检验模壳;经水洗的模壳须进行烘壳工序,烘壳温度:350℃,保温≥3小时,随炉冷至室温后用纸封口待造型浇注;采用水玻璃干砂造型;熔炼铝合金熔液,所述铝合金熔液的组成为:Si:0.5-0.6%、Fe:1-2%、Cu:2-2.5%、Mn:4-5%、Mg:2.6-7.5%、Zn:2-3%、Ti:0.5-1%、Cr:0.6-0.9%、Y:1-2%、Zr:2-3%、Sb:0.5-2%,余量为Al;采用调压浇注,浇注温度:750-790℃,同步建压:300-400KPa,升液压力:5-10Kpa,升液速度;200-300mm/s,充型压力差:60-100KPa,充型速度:200-300mm/s,结晶压力:2-3Kpa,结晶时间:100-250s;铸件清理:采用水力清壳或干吹砂清壳,采用锯床切割浇注系统,采用吹砂机进行吹砂;分阶段热处理:(1)第一阶段均匀化热处理:将铝合金铸锭放入热处理加热装置中,由室温升温至200-250℃进行保温处理,保温时间为36-48h,(2)第二阶段均匀化热处理:继续升温至350-400℃进行保温处理,保温时间为12-24h,(3)第三阶段均匀化热处理:继续升温至460-520℃进行保温处理,保温时间为12-16h;(4)第四阶段均匀化热处理:继续升温至550-560℃进行保温处理,保温时间为0.5-1h;最后将铸锭冷却至室温。
2.如权利要求1所述的一种铝合金铸件的精密铸造方法,其特征在于:所述铝合金熔液的组成为:Si:0.58%、Fe:1.8%、Cu:2.35%、Mn:4.22%、Mg:6.1%、Zn:2.7%、Ti:0.56%、Cr:0.68%、Y:1.8%、Zr:2.9%、Sb:1.35%,余量为Al。
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