CN106216937B - 一种zl114a铝合金铸件内部冶金缺陷的修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种ZL114A铝合金铸件内部冶金缺陷的修复方法，属于铝合金铸件修复技术领域，该方法包括清理、热等静压、冷却出炉、表面修复、入库等步骤。本发明使铝合金铸件内部可以达到100％致密化，有效的消除了内部冶金缺陷；且提高了ZL114A铝合金铸件的机械性能和合格率，确保铸件合格交付；同时，降低了工厂的生产成本，提高了生产效率。

Description

一种ZL114A铝合金铸件内部冶金缺陷的修复方法
技术领域
本发明涉及合金铸件加工技术领域，具体涉及一种ZL114A铝合金铸件内部冶金缺陷的修复方法。
背景技术
ZL114A铝合金是在ZL101A铝合金基础上增加镁元素的含量发展起来的Al-Si-Mg系高强度铸造铝合金，它即具有优良的铸造工艺性能，又具有较ZL101A合金更高的力学性能。在航空航天领域经常利用该合金的优越特性制造一些重要部位的结构件代替铝合金钣金组合件，具有极大的经济效益。
ZL114A合金在铸造过程中，由于在合金熔炼和凝固过程中各种因素影响，铸件易出现气孔、缩孔和疏松等孔洞类缺陷，这些缺陷会影响铸件性能，成为铸件失效的隐患，也大大增加了铸件的废品率。因此，目前国际通用的办法是通过X光射线检测方法检查铸件内部是否存在孔洞类缺陷，如发现孔洞类缺陷，采用钻孔、打磨等方式露出孔洞类缺陷，然后用同型号焊条进行补焊修复。但由于焊补过程中热影响大，会造成铸件变形、硬度降低、砂眼、局部退火、裂纹等二次缺陷，出现部分铸件无法修复而报废，生产成本加大，耽误生产进度。
发明内容
本发明旨在提供一种ZL114A铝合金铸件内部冶金缺陷的修复方法，以解决传统的铝合金铸件采用钻孔、打磨、补焊等方式进行内部缺陷修补所存在的铸件易变形、硬度降低、砂眼、局部退火、易出现裂纹、废品率高、生产成本大、生产进度慢等问题。
本发明是通过如下技术方案予以实现的：
一种ZL114A铝合金铸件内部冶金缺陷的修复方法，该方法包括以下步骤：
(1)清理：清理铸件、试样和工装夹具，去除表面油污和杂质；
(2)热等静压：将清理后的铸件、试样和工装夹具一同放入热等静压炉内在温度480-530℃、压力60-110MPa条件下保温2-6h；
(3)冷却出炉：热等静压炉内温度降至室温后取出铸件、试样和工装夹具；
(4)表面修复：热等静压后的铝合金铸件进行检查，对铸件表面影响尺寸要求的缺陷通过喷砂、打磨和补焊进行修复；
(5)入库：修复后再次进行检查，合格的铸件油封入库。
所述步骤(1)分为以下步骤：
(1-1)热水冲洗：采用温度为60-85℃的温水冲洗铸件、试样和工装夹具3-6min；
(1-2)酸洗：将铸件、试样和工装夹具在浓度为10-15％、温度为40-60℃的酸溶液中酸洗2-5min；
(1-3)冷水冲洗：采用温度为10-15℃的冷水冲洗酸洗后的铸件、试样和工装夹具；
(1-4)碱洗：将铸件、试样和工装夹具在浓度为12-18％、温度为25-40℃的碱溶液中碱洗5-10min；
(1-5)热水冲洗：采用温度为35-45℃的温水冲洗碱洗后的铸件、试样和工装夹具10-15min；
(1-6)干燥：采用温度为60-90℃的热风烘干铸件、试样和工装夹具即可。
所述步骤(4)分为以下步骤：
(4-1)喷砂：向铸件表面喷粒度为0.1-0.5mm的石英砂，喷砂压力为0.8-1.2MPa；
(4-2)打磨：采用粒度为0.05-0.1mm的沙盘打磨铸件表面产生的凹坑；
(4-3)补焊：采用同一型号的焊条对凹坑进行补焊。
所述步骤(1-2)中使用的酸溶液为硫酸和氢氟酸的混合溶液。
所述步骤(1-4)中使用的碱溶液为氢氧化钠和磷酸三钠的混合溶液。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明提供的ZL114A铝合金铸件内部冶金缺陷的修复方法，使得铝合金铸件内部可以达到100％致密化，有效的消除了内部冶金缺陷；且提高了ZL114A铝合金铸件的机械性能和合格率，确保铸件合格交付；同时，降低了工厂的生产成本，提高了生产效率。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；
实施例1：
清理铸件、试样和工装夹具，去除表面油污和杂质，具体为：热水冲洗：采用温度为85℃的温水冲洗铸件、试样和工装夹具6min；酸洗：将铸件、试样和工装夹具在浓度为15％、温度为60℃的酸溶液中酸洗5min，酸溶液为硫酸和氢氟酸的混合溶液；冷水冲洗：采用温度为15℃的冷水冲洗酸洗后的铸件、试样和工装夹具；碱洗：将铸件、试样和工装夹具在浓度为18％、温度为40℃的碱溶液中碱洗10min，碱溶液为氢氧化钠和磷酸三钠混合溶液；热水冲洗：采用温度为45℃的温水冲洗碱洗后的铸件、试样和工装夹具15min；干燥：采用温度为90℃的热风烘干铸件、试样和工装夹具即可；热等静压：将清理后的铸件、试样和工装夹具一同放入热等静压炉内在温度530℃、压力 110MPa条件下保温6h；冷却出炉：热等静压炉内温度降至室温后取出铸件、试样和工装夹具；表面修复：热等静压后的铝合金铸件进行检查，对铸件表面影响尺寸要求的缺陷通过喷砂、打磨和补焊进行修复，具体为：喷砂：向铸件表面喷粒度为0.5mm的石英砂，喷砂压力为1.2MPa；打磨：采用粒度为0.1mm的沙盘打磨铸件表面产生的凹坑；补焊：采用同一型号的焊条对凹坑进行补焊；入库：修复后再次进行检查，合格的铸件油封入库。
实施例2：
清理铸件、试样和工装夹具，去除表面油污和杂质，具体为：热水冲洗：采用温度为60℃的温水冲洗铸件、试样和工装夹具3min；酸洗：将铸件、试样和工装夹具在浓度为10％、温度为40℃的酸溶液中酸洗2min，酸溶液为硫酸和氢氟酸的混合溶液；冷水冲洗：采用温度为10℃的冷水冲洗酸洗后的铸件、试样和工装夹具；碱洗：将铸件、试样和工装夹具在浓度为12％、温度为25℃的碱溶液中碱洗5min，碱溶液为氢氧化钠和磷酸三钠混合溶液；热水冲洗：采用温度为35℃的温水冲洗碱洗后的铸件、试样和工装夹具10min；干燥：采用温度为60℃的热风烘干铸件、试样和工装夹具即可；热等静压：将清理后的铸件、试样和工装夹具一同放入热等静压炉内在温度480℃、压力 60MPa条件下保温2h；冷却出炉：热等静压炉内温度降至室温后取出铸件、试样和工装夹具；表面修复：热等静压后的铝合金铸件进行检查，对铸件表面影响尺寸要求的缺陷通过喷砂、打磨和补焊进行修复，具体为：喷砂：向铸件表面喷粒度为0.1mm的石英砂，喷砂压力为 0.8MPa；打磨：采用粒度为0.05mm的沙盘打磨铸件表面产生的凹坑；补焊：采用同一型号的焊条对凹坑进行补焊；入库：修复后再次进行检查，合格的铸件油封入库。
实施例3：
清理铸件、试样和工装夹具，去除表面油污和杂质，具体为：热水冲洗：采用温度为68℃的温水冲洗铸件、试样和工装夹具4min；酸洗：将铸件、试样和工装夹具在浓度为12％、温度为48℃的酸溶液中酸洗3min，酸溶液为硫酸和氢氟酸的混合溶液；冷水冲洗：采用温度为13℃的冷水冲洗酸洗后的铸件、试样和工装夹具；碱洗：将铸件、试样和工装夹具在浓度为15％、温度为32℃的碱溶液中碱洗7min，碱溶液为氢氧化钠和磷酸三钠混合溶液；热水冲洗：采用温度为40℃的温水冲洗碱洗后的铸件、试样和工装夹具11min；干燥：采用温度为75℃的热风烘干铸件、试样和工装夹具即可；热等静压：将清理后的铸件、试样和工装夹具一同放入热等静压炉内在温度500℃、压力 95MPa条件下保温4h；冷却出炉：热等静压炉内温度降至室温后取出铸件、试样和工装夹具；表面修复：热等静压后的铝合金铸件进行检查，对铸件表面影响尺寸要求的缺陷通过喷砂、打磨和补焊进行修复，具体为：喷砂：向铸件表面喷粒度为0.2mm的石英砂，喷砂压力为 1.0MPa；打磨：采用粒度为0.07mm的沙盘打磨铸件表面产生的凹坑；补焊：采用同一型号的焊条对凹坑进行补焊；入库：修复后再次进行检查，合格的铸件油封入库。
实施例4：
清理铸件、试样和工装夹具，去除表面油污和杂质，具体为：热水冲洗：采用温度为75℃的温水冲洗铸件、试样和工装夹具4min；酸洗：将铸件、试样和工装夹具在浓度为14％、温度为50℃的酸溶液中酸洗4min，酸溶液为硫酸和氢氟酸的混合溶液；冷水冲洗：采用温度为12℃的冷水冲洗酸洗后的铸件、试样和工装夹具；碱洗：将铸件、试样和工装夹具在浓度为14％、温度为35℃的碱溶液中碱洗8min，碱溶液为氢氧化钠和磷酸三钠混合溶液；热水冲洗：采用温度为42℃的温水冲洗碱洗后的铸件、试样和工装夹具13min；干燥：采用温度为85℃的热风烘干铸件、试样和工装夹具即可；热等静压：将清理后的铸件、试样和工装夹具一同放入热等静压炉内在温度510℃、压力 100MPa条件下保温5h；冷却出炉：热等静压炉内温度降至室温后取出铸件、试样和工装夹具；表面修复：热等静压后的铝合金铸件进行检查，对铸件表面影响尺寸要求的缺陷通过喷砂、打磨和补焊进行修复，具体为：喷砂：向铸件表面喷粒度为0.35mm的石英砂，喷砂压力为1.1MPa；打磨：采用粒度为0.08mm的沙盘打磨铸件表面产生的凹坑；补焊：采用同一型号的焊条对凹坑进行补焊；入库：修复后再次进行检查，合格的铸件油封入库。

Claims (4)

1.一种ZL114A铝合金铸件内部冶金缺陷的修复方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)清理：清理铸件、试样和工装夹具，去除表面油污和杂质；
(2)热等静压：将清理后的铸件、试样和工装夹具一同放入热等静压炉内在温度480-530℃、压力60-110MPa条件下保温2-6h；
(3)冷却出炉：热等静压炉内温度降至室温后取出铸件、试样和工装夹具；
(4)表面修复：热等静压后的铝合金铸件进行检查，对铸件表面影响尺寸要求的缺陷通过喷砂、打磨和补焊进行修复；
(5)入库：修复后再次进行检查，合格的铸件油封入库；
所述步骤(1)分为以下步骤：
(1-1)热水冲洗：采用温度为60-85℃的温水冲洗铸件、试样和工装夹具3-6min；
(1-2)酸洗：将铸件、试样和工装夹具在浓度为10-15％、温度为40-60℃的酸溶液中酸洗2-5min；
(1-3)冷水冲洗：采用温度为10-15℃的冷水冲洗酸洗后的铸件、试样和工装夹具；
(1-4)碱洗：将铸件、试样和工装夹具在浓度为12-18％、温度为25-40℃的碱溶液中碱洗5-10min；
(1-5)热水冲洗：采用温度为35-45℃的温水冲洗碱洗后的铸件、试样和工装夹具10-15min；
(1-6)干燥：采用温度为60-90℃的热风烘干铸件、试样和工装夹具即可。
2.根据权利要求1所述的ZL114A铝合金铸件内部冶金缺陷的修复方法，其特征在于：所述步骤(4)分为以下步骤：
(4-1)喷砂：向铸件表面喷粒度为0.1-0.5mm的石英砂，喷砂压力为0.8-1.2MPa；
(4-2)打磨：采用粒度为0.05-0.1mm的沙盘打磨铸件表面产生的凹坑；
(4-3)补焊：采用同一型号的焊条对凹坑进行补焊。
3.根据权利要求1所述的ZL114A铝合金铸件内部冶金缺陷的修复方法，其特征在于：所述步骤(1-2)中使用的酸溶液为硫酸和氢氟酸的混合溶液。
4.根据权利要求1所述的ZL114A铝合金铸件内部冶金缺陷的修复方法，其特征在于：所述步骤(1-4)中使用的碱溶液为氢氧化钠和磷酸三钠的混合溶液。
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