CN110421146A - 一种铝合金薄壁舱体铸件的铸造方法 - Google Patents

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李翔光
敖四海
于丹
邱辉
陈寅
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    • B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould
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Abstract

一种铝合金薄壁舱体铸件的铸造方法，采用三级充型，所述三级充型中的第二级和第三级是在电磁场中充型。其为提高熔体充型能力、增强补缩效果、晶粒细化的铝合金薄壁舱体铸件的铸造工艺及凝固组织调控方法。借助液位监控系统设计了型底→型中→型顶的三级真空变压差充型模式，优化真空充型流态，提升熔体的薄壁充型能力，ZL114A铝合金700℃浇注温度时的流动性由325～355mm提升至385～410mm，保证薄壁铝合金舱体铸件的长流程平稳顺序充型，抑制紊流、卷气、氧化等充型缺陷。

Description

一种铝合金薄壁舱体铸件的铸造方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金薄壁舱体铸件的铸造方法。
背景技术
在航空航天、武器装备、汽车、电子、船舶等领域，为满足轻量化和整体化的设计要求，铝合金薄壁舱体铸件的需求和应用正越来越广泛。该类铸件具有“大型、薄壁、复杂、高性能”等特点，主体壁厚2～4mm，薄壁占比超过80％，充型时型腔气阻大，盲腔及截面突变结构处出现紊流，导致铸件出现浇不足、卷气、冷隔等缺陷。重力下凝固，粗大等轴晶将熔体分隔为孤立的小熔池，铸件众多厚大、分散热节区得不到补缩，将形成缩孔疏松等缺陷。同时，由于凝固过冷效果差，传热不畅，导致枝晶过度生长，恶化铸件组织和性能。目前，国内针对铝合金薄壁舱体铸件的浇不足、组织性能差的问题也展开了相关研究，主要集中在真空增压/差压铸造、熔模石膏型铸造等新工艺的开发，超声波、电磁场细化晶粒等方面，并取得了一定的效果，但对铸件的充型和凝固组织改善效果有限。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种铝合金薄壁舱体铸件的铸造方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种铝合金薄壁舱体铸件的铸造方法；采用三级充型，所述三级充型中的第二级和第三级是在电磁场中充型。其为提高熔体充型能力、增强补缩效果、晶粒细化的铝合金薄壁舱体铸件的铸造工艺及凝固组织调控方法。
充型时电磁频率为50～100Hz。
第一级充型加压速率为1.3～1.5KPa/s，第二级充型加压速率为1.0～1.2KPa/s，第三级充型加压速率为0.8～1.0KPa/s。。
，三级充型后进行二级加压凝固。。
所述加压凝固中的电磁频率为150～250Hz，以0.6～0.8KPa/s的加压速率将压力为升至4～6KPa，保压时间为15～30s；第二级加压凝固是以1.2～1.5KPa/s的加压速率将压力升高至450～500KPa，保压时间为1500～1800s。。
将精炼好的铝熔体转入保温炉中，保温温度690～720℃；
抽真空：采用真空泵抽真空压力至20～30KPa；
一级充型：加压速率为1.3～1.5KPa/s；
二级充型：开启磁场发生器，电磁频率为50～100Hz，加压速率为1.0～1.2KPa/s，熔体流至铸型中部时二级充型结束；
三级充型：加压速率降至0.8～1.0KPa/s，熔体流至铸型顶部时三级充型结束；
一级加压凝固：将磁场发生器的电磁频率提升至150～250Hz，按0.6～0.8KPa/s的加压速率，将压力升高4～6KPa，保压时间为15～30s；
二级加压凝固：按1.2～1.5KPa/s的加压速率，将压力升高至450～500KPa，保压时间为1500～1800s；
卸压：关闭磁场发生器，打开排气阀卸压至常压。。
本发明的有益效果在于：本发明借助液位监控系统设计了型底→型中→型顶的三级真空变压差充型模式，优化真空充型流态，提升熔体的薄壁充型能力，ZL114A铝合金700℃浇注温度时的流动性由325～355mm提升至385～410mm，保证薄壁铝合金舱体铸件的长流程平稳顺序充型，抑制紊流、卷气、氧化等充型缺陷。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
一种铝合金薄壁舱体铸件的铸造方法；采用三级充型，所述三级充型中的第二级和第三级是在电磁场中充型。其为提高熔体充型能力、增强补缩效果、晶粒细化的铝合金薄壁舱体铸件的铸造工艺及凝固组织调控方法。
充型时电磁频率为50～100Hz。
第一级充型加压速率为1.3～1.5KPa/s，第二级充型加压速率为1.0～1.2KPa/s，第三级充型加压速率为0.8～1.0KPa/s。
三级充型后进行二级加压凝固。。
所述加压凝固中的电磁频率为150～250Hz，以0.6～0.8KPa/s的加压速率将压力为升至4～6KPa，保压时间为15～30s；第二级加压凝固是以1.2～1.5KPa/s的加压速率将压力升高至450～500KPa，保压时间为1500～1800s。。
将精炼好的铝熔体转入保温炉中，保温温度690～720℃；
2抽真空：采用真空泵抽真空压力至20～30KPa；
3一级充型：加压速率为1.3～1.5KPa/s；
4二级充型：开启磁场发生器，电磁频率为50～100Hz，加压速率为1.0～1.2KPa/s，熔体流至铸型中部时二级充型结束；
5三级充型：加压速率降至0.8～1.0KPa/s，熔体流至铸型顶部时三级充型结束；
6一级加压凝固：将磁场发生器的电磁频率提升至150～250Hz，按0.6～0.8KPa/s的加压速率，将压力升高4～6KPa，保压时间为15～30s；
7二级加压凝固：按1.2～1.5KPa/s的加压速率，将压力升高至450～500KPa，保压时间为1500～1800s；
8卸压：关闭磁场发生器，打开排气阀卸压至常压。
实施例铝合金薄壁舱体铸件为应用对象，具体轮廓尺寸：高度720mm，小端圆Φ610mm，大端圆Φ750mm，主体壁厚4.0mm，薄壁占比超过80％，内腔多加强筋、厚大凸台等，材料：ZL205A。
铝合金薄壁舱体铸件的铸造方法，按如下步骤进行：
(1)浇注前准备步骤：将精炼好的铝熔体转入保温炉中(保温温度690～720℃)待用，开启电磁搅拌器，盖上中隔板，插入4～6mm喷涂耐火涂料的升液管；将熔模石膏铸型放置在中隔板上，砂箱选材为不锈钢，减少对电磁场的屏蔽作用；在砂型顶部放置磁场发生器，调压器放置在差压铸造设备外部，砂型顶部用压板压紧，确保铸型与升液管密封良好；然后将型低、型中、型顶和跑火线接入液位监控系统中，盖好上罐，通过液压锁紧机构锁紧。
(2)抽真空步骤：首先打开上下罐互通阀，采用真空泵对上、下罐同时抽真空，当压力将至20～30KPa时，停止抽真空，关闭互通阀。
(3)一级充型步骤：采用下罐进气的方式，一级充型加压速率为1.3～1.5KPa/s，熔体在气压作用下沿升液管流至铸型底部，型底信号灯亮，一级充型结束。
(4)二级充型步骤：开启磁场发生器，电磁频率为50～100Hz，对进入型腔的铝熔体实施微观扰动，二级充型加压速率为1.0～1.2KPa/s，熔体流至铸型中部时，型中信号灯亮，二级充型结束。
(5)三级充型步骤：电磁频率为50～100Hz，三级充型加压速率降至0.8～1.0KPa/s，熔体流至铸型顶部时，型顶信号灯亮，三级充型结束。
(6)一级加压凝固步骤：将磁场发生器的电磁频率提升至150～250Hz，增强电磁脉动力；然后按0.6～0.8KPa/s的加压速率，将下罐压力升高4～6KPa，保压时间为15～30s，保证型腔表面的熔体结壳。
二级加压凝固步骤：对上、下罐按1.2～1.5KPa/s的加压速率，将压力升高至450～500KPa，依靠PID控制数字组合阀，保持上、下罐压差不变，实现铝熔体在高压下凝固结晶，结晶保压时间为1500～1800s。
(8)卸压步骤：保压时间到后，关闭磁场发生器，开启上下罐互通阀，然后打开排气阀，同时对上下罐卸压，当压力降至常压后，打开上罐，吊出铸型和升液管，清理铸造设备。
主要工艺参数：浇注温度690℃，真空度20KPa，一级充型加压速率1.3KPa/s，二级充型加压速率1.0KPa/s，三级充型加压速率0.9KPa/s，电磁频率200Hz，一级加压凝固加压速率1.0KPa/s，结壳时间15s，二级加压凝固加压速率1.0KPa/s，结晶时间1680s。

Claims (6)

1.一种铝合金薄壁舱体铸件的铸造方法，其特征在于：采用三级充型，所述三级充型中的第二级和第三级是在电磁场中充型。其为提高熔体充型能力、增强补缩效果、晶粒细化的铝合金薄壁舱体铸件的铸造工艺及凝固组织调控方法。
2.如权利要求1所述的铝合金薄壁舱体铸件的铸造方法，其特征在于：充型时电磁频率为50～100Hz。
3.如权利要求1所述的铝合金薄壁舱体铸件的铸造方法，其特征在于：第一级充型加压速率为1.3～1.5KPa/s，第二级充型加压速率为1.0～1.2KPa/s，第三级充型加压速率为0.8～1.0KPa/s。
4.如权利要求1所述的铝合金薄壁舱体铸件的铸造方法，其特征在于：，三级充型后进行二级加压凝固。
5.如权利要求1所述的铝合金薄壁舱体铸件的铸造方法，其特征在于：所述加压凝固中的电磁频率为150～250Hz，以0.6～0.8KPa/s的加压速率将压力为升至4～6KPa，保压时间为15～30s；第二级加压凝固是以1.2～1.5KPa/s的加压速率将压力升高至450～500KPa，保压时间为1500～1800s。
6.如权利要求1所述的铝合金薄壁舱体铸件的铸造方法，其特征在于：
(1)将精炼好的铝熔体转入保温炉中，保温温度690～720℃；
(2)抽真空：采用真空泵抽真空压力至20～30KPa；
(3)一级充型：加压速率为1.3～1.5KPa/s；
(4)二级充型：开启磁场发生器，电磁频率为50～100Hz，加压速率为1.0～1.2KPa/s，熔体流至铸型中部时二级充型结束；
(5)三级充型：加压速率降至0.8～1.0KPa/s，熔体流至铸型顶部时三级充型结束；
(6)一级加压凝固：将磁场发生器的电磁频率提升至150～250Hz，按0.6～0.8KPa/s的加压速率，将压力升高4～6KPa，保压时间为15～30s；(7)二级加压凝固：按1.2～1.5KPa/s的加压速率，将压力升高至450～500KPa，保压时间为1500～1800s；
(8)卸压：关闭磁场发生器，打开排气阀卸压至常压。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107486551A (zh) * 2017-08-29 2017-12-19 中国兵器工业第五九研究所 一种铝合金薄壁舱体铸件的铸造工艺及凝固组织调控方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101658915A (zh) * 2009-09-11 2010-03-03 南昌航空大学 真空差压铸造的分级变压充型和凝固工艺
CN107486551A (zh) * 2017-08-29 2017-12-19 中国兵器工业第五九研究所 一种铝合金薄壁舱体铸件的铸造工艺及凝固组织调控方法

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