CN115780773A - 一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，包括如下步骤：测量尺寸；将蜡粉、天然树脂以及塑料融化；混合模浆进行搅拌；将模浆导入至压模机完成压制成型后；对制备完成的模具进行除油、脱脂处理；模具进行涂挂涂料及撒砂处理；型壳进行焙烧操作；该一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，铸造过程置放在真空器皿中进行，并监控其内部压强，使得该铸造方法能够有效地防止铸件与外部空气接触，影响氧化层，有效提升铸造效率以及精度；相较于现有的铸造方法，更加方便快捷，能够节省很大一部分人力的投入，提升铸造效率；铸件制备完成后，进行有精加工以及热处理，能够有效的提升铸件品质，能够更好地迎合后续需求。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金铸件加工技术领域，具体为一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法。
背景技术
以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一。铝合金除具有铝的一般特性外，由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性。铝合金的密度为2.63～2.85g/cm3，有较高的强度(σb为110～650MPa)，比强度接近高合金钢，比刚度超过钢，有良好的铸造性能和塑性加工性能，良好的导电、导热性能，良好的耐蚀性和可焊性，可作结构材料使用，在航天、航空、交通运输、建筑、机电、轻化和日用品中有着广泛的应用。
铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件，即把冶炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中，冷却后经打磨等后续加工手段后，所得到的具有一定形状，尺寸和性能的物件。铸件应用历史悠久。古代人们用铸件作和一些生活用具。近代，铸件主要用作机器零部件的毛坯，有些精密铸件，也可直接用作机器的零部件。铸件在机械产品中占有很大的比重，如拖拉机中，铸件重量约占整机重量的50～70％，农业机械中占40～70％，机床、内燃机等中达70～90％。各类铸件中，以机械用的铸件品种最多，形状最复杂，用量也最大，约占铸件总产量的60％。其次是冶金用的钢锭模和工程用的管道、以及生活中的一些工具。
现有技术存在以下缺陷或问题：
1、现有的复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，铸造工艺流程较为繁琐，生产效率低，需要投入大量的人力物力；
2、现有的复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，缺少对制备完成铸件的精加工，品质普遍较低，无法满足需求；
3、现有的复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，铸造过程中，与外部空气相接触，易产生氧化层，影响铸造精度及效率。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，以解决背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括如下步骤：
步骤一：对复杂薄壁铝合金铸件尺寸、结构进行精确测量；
步骤二：将蜡粉、天然树脂以及塑料置入反应釜中进行加热融化；
步骤三：混合模浆静置后进行高速搅拌，使得模浆呈糊状，以满足后续制备所需；
步骤四：将模浆导入至压模机，完成压制成型后，静置；
步骤五：对制备完成的模具进行除油、脱脂处理；
步骤六：对模具进行涂挂涂料及撒砂处理，将模具浸涂耐火涂料，撒上料涂装耐火材料，使得模具干燥、硬化后通过浆料进行封严，以此制得型壳；
步骤七：将型壳置入电阻炉以内部，进行焙烧操作，处理完毕后取出模壳，对其内部残留物进行清理；
步骤八：将型壳置放入真空器皿内部，确保其放置的稳固性；
步骤九：取铝合金原料，随后对型壳进行预加热处理后，将其融化后倒入浇包中进行铸件浇注，上述流程进行时，需对真空器皿进行抽真空处理，并检查其气密性；
步骤十：浇注完成后取出铸件，并去除其表面粘附的型壳耐火材料，随后对其尺寸、形状、表面粗糙度以及缺陷等状态进行测量；
步骤十一：上述操作如若出现问题，便对铸件进行精加工处理，包括切削及打磨；
步骤十二：精加工处理完毕后对铸件进行淬火处理，通过外部搅拌组件进行搅拌，处理完毕后出淬火槽进行热清洗处理；
步骤十三：对铸件进行回火操作；
步骤十四：回火完成的铸件进行抛丸抛光加工；
步骤十五：进行二次回火，随后进行精研操作后制得铸件。
作为本发明的优选技术方案，所述蜡粉、天然树脂以及塑料配比控制在1:1:0.8。
作为本发明的优选技术方案，所述搅拌操作转速控制在500-600r/min。
作为本发明的优选技术方案，所述压模过程中温度控制在80-90摄氏度，压力控制在0.6-0.9Mpa之间。
作为本发明的优选技术方案，所述涂挂涂料、撒砂过程重复进行多次，直至耐火材料涂挂层达到所需厚度。
作为本发明的优选技术方案，所述真空器皿内部真空度需控制在10-15PA，其内部熔炼温度为1550-1600摄氏度。
作为本发明的优选技术方案，所述淬火操作为盐浴淬火，所述盐液温度为160-200摄氏度，所述盐浴时间控制在20-30min，所述外部搅拌组件转速控制在250-300r/min，所述热清洗用清洗液温度为60-70摄氏度。
作为本发明的优选技术方案，所述回火操作温度控制在200-250摄氏度，保温时间控制为4h。
作为本发明的优选技术方案，所述抛丸处理过程中，金属钢珠运动速度控制在50-70m/s。
作为本发明的优选技术方案，所述二次回火温度控制在150-180摄氏度，保温时间控制为2h。
与现有技术相比，本发明提供了一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，具备以下有益效果：
1、该一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，铸造过程置放在真空器皿中进行，并监控其内部压强，使得该铸造方法能够有效地防止铸件与外部空气接触，影响氧化层，有效提升铸造效率以及精度；
2、该一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，简要可分为：制造蜡模、对蜡模进行处理、进行浇注操作，后续精加工、热处理几个步骤，相较于现有的铸造方法，更加方便快捷，能够节省很大一部分人力的投入，提升铸造效率；
3、该一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，铸件制备完成后，进行有精加工以及热处理，能够有效的提升铸件品质，能够更好地迎合后续需求。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一，一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，包括如下步骤：
步骤一：对复杂薄壁铝合金铸件尺寸、结构进行精确测量；
步骤二：将蜡粉、天然树脂以及塑料置入反应釜中进行加热融化；
步骤三：混合模浆静置后进行高速搅拌，使得模浆呈糊状，以满足后续制备所需；
步骤四：将模浆导入至压模机，完成压制成型后，静置；
步骤五：对制备完成的模具进行除油、脱脂处理；
步骤六：对模具进行涂挂涂料及撒砂处理，将模具浸涂耐火涂料，撒上料涂装耐火材料，使得模具干燥、硬化后通过浆料进行封严，以此制得型壳；
步骤七：将型壳置入电阻炉以内部，进行焙烧操作，处理完毕后取出模壳，对其内部残留物进行清理；
步骤八：将型壳置放入真空器皿内部，确保其放置的稳固性；
步骤九：取铝合金原料，随后对型壳进行预加热处理后，将其融化后倒入浇包中进行铸件浇注，上述流程进行时，需对真空器皿进行抽真空处理，并检查其气密性；
步骤十：浇注完成后取出铸件，并去除其表面粘附的型壳耐火材料，随后对其尺寸、形状、表面粗糙度以及缺陷等状态进行测量；
步骤十一：上述操作如若出现问题，便对铸件进行精加工处理，包括切削及打磨；
步骤十二：精加工处理完毕后对铸件进行淬火处理，通过外部搅拌组件进行搅拌，处理完毕后出淬火槽进行热清洗处理；
步骤十三：对铸件进行回火操作；
步骤十四：回火完成的铸件进行抛丸抛光加工；
步骤十五：进行二次回火，随后进行精研操作后制得铸件。
需要注意的是：蜡粉、天然树脂以及塑料配比控制在1:1:0.8；搅拌操作转速控制在500r/min；压模过程中温度控制在80-90摄氏度，压力控制在0.6Mpa之间；涂挂涂料、撒砂过程重复进行多次，直至耐火材料涂挂层达到所需厚度；真空器皿内部真空度需控制在10PA，其内部熔炼温度为1550摄氏度；淬火操作为盐浴淬火，盐液温度为160摄氏度，盐浴时间控制在20min，外部搅拌组件转速控制在250r/min，热清洗用清洗液温度为60摄氏度；回火操作温度控制在200摄氏度，保温时间控制为4h；抛丸处理过程中，金属钢珠运动速度控制在50m/s；二次回火温度控制在150摄氏度，保温时间控制为2h。
实施例二，一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，包括如下步骤：
步骤一：对复杂薄壁铝合金铸件尺寸、结构进行精确测量；
步骤二：将蜡粉、天然树脂以及塑料置入反应釜中进行加热融化；
步骤三：混合模浆静置后进行高速搅拌，使得模浆呈糊状，以满足后续制备所需；
步骤四：将模浆导入至压模机，完成压制成型后，静置；
步骤五：对制备完成的模具进行除油、脱脂处理；
步骤六：对模具进行涂挂涂料及撒砂处理，将模具浸涂耐火涂料，撒上料涂装耐火材料，使得模具干燥、硬化后通过浆料进行封严，以此制得型壳；
步骤七：将型壳置入电阻炉以内部，进行焙烧操作，处理完毕后取出模壳，对其内部残留物进行清理；
步骤八：将型壳置放入真空器皿内部，确保其放置的稳固性；
步骤九：取铝合金原料，随后对型壳进行预加热处理后，将其融化后倒入浇包中进行铸件浇注，上述流程进行时，需对真空器皿进行抽真空处理，并检查其气密性；
步骤十：浇注完成后取出铸件，并去除其表面粘附的型壳耐火材料，随后对其尺寸、形状、表面粗糙度以及缺陷等状态进行测量；
步骤十一：上述操作如若出现问题，便对铸件进行精加工处理，包括切削及打磨；
步骤十二：精加工处理完毕后对铸件进行淬火处理，通过外部搅拌组件进行搅拌，处理完毕后出淬火槽进行热清洗处理；
步骤十三：对铸件进行回火操作；
步骤十四：回火完成的铸件进行抛丸抛光加工；
步骤十五：进行二次回火，随后进行精研操作后制得铸件。
需要注意的是：蜡粉、天然树脂以及塑料配比控制在1:1:0.8；搅拌操作转速控制在600r/min；压模过程中温度控制在80-90摄氏度，压力控制在0.9Mpa之间；涂挂涂料、撒砂过程重复进行多次，直至耐火材料涂挂层达到所需厚度；真空器皿内部真空度需控制在15PA，其内部熔炼温度为1600摄氏度；淬火操作为盐浴淬火，盐液温度为200摄氏度，盐浴时间控制在25min，外部搅拌组件转速控制在300r/min，热清洗用清洗液温度为70摄氏度；回火操作温度控制在250摄氏度，保温时间控制为4h；抛丸处理过程中，金属钢珠运动速度控制在65m/s；二次回火温度控制在160摄氏度，保温时间控制为2h。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：对复杂薄壁铝合金铸件尺寸、结构进行精确测量；
步骤二：将蜡粉、天然树脂以及塑料置入反应釜中进行加热融化；
步骤三：混合模浆静置后进行高速搅拌，使得模浆呈糊状，以满足后续制备所需；
步骤四：将模浆导入至压模机，完成压制成型后，静置；
步骤五：对制备完成的模具进行除油、脱脂处理；
步骤六：对模具进行涂挂涂料及撒砂处理，将模具浸涂耐火涂料，撒上料涂装耐火材料，使得模具干燥、硬化后通过浆料进行封严，以此制得型壳；
步骤七：将型壳置入电阻炉以内部，进行焙烧操作，处理完毕后取出模壳，对其内部残留物进行清理；
步骤八：将型壳置放入真空器皿内部，确保其放置的稳固性；
步骤九：取铝合金原料，随后对型壳进行预加热处理后，将其融化后倒入浇包中进行铸件浇注，上述流程进行时，需对真空器皿进行抽真空处理，并检查其气密性；
步骤十：浇注完成后取出铸件，并去除其表面粘附的型壳耐火材料，随后对其尺寸、形状、表面粗糙度以及缺陷等状态进行测量；
步骤十一：上述操作如若出现问题，便对铸件进行精加工处理，包括切削及打磨；
步骤十二：精加工处理完毕后对铸件进行淬火处理，通过外部搅拌组件进行搅拌，处理完毕后出淬火槽进行热清洗处理；
步骤十三：对铸件进行回火操作；
步骤十四：回火完成的铸件进行抛丸抛光加工；
步骤十五：进行二次回火，随后进行精研操作后制得铸件。
2.根据权利要求1所述的一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，其特征在于：步骤二中，所述蜡粉、天然树脂以及塑料配比控制在1:1:0.8。
3.根据权利要求1所述的一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，其特征在于：步骤三中，所述搅拌操作转速控制在500-600r/min。
4.根据权利要求1所述的一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，其特征在于：步骤四中，所述压模过程中温度控制在80-90摄氏度，压力控制在0.6-0.9Mpa之间。
5.根据权利要求1所述的一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，其特征在于：步骤六中，所述涂挂涂料、撒砂过程重复进行多次，直至耐火材料涂挂层达到所需厚度。
6.根据权利要求1所述的一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，其特征在于：步骤九中，所述真空器皿内部真空度需控制在10-15PA，其内部熔炼温度为1550-1600摄氏度。
7.根据权利要求1所述的一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，其特征在于：步骤十二中，所述淬火操作为盐浴淬火，所述盐液温度为160-200摄氏度，所述盐浴时间控制在20-30min，所述外部搅拌组件转速控制在250-300r/min，所述热清洗用清洗液温度为60-70摄氏度。
8.根据权利要求1所述的一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，其特征在于：步骤十三中，所述回火操作温度控制在200-250摄氏度，保温时间控制为4h。
9.根据权利要求1所述的一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，其特征在于：步骤十四中，所述抛丸处理过程中，金属钢珠运动速度控制在50-70m/s。
10.根据权利要求1所述的一种复杂薄壁铝合金铸件精密铸造方法，其特征在于：步骤十五中，所述二次回火温度控制在150-180摄氏度，保温时间控制为2h。
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