[发明专利]一种飞机舱门的砂型铸造成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金铸造成型方法，具体提供了一种飞机舱门的砂型铸造成型方法。

背景技术

现有技术中，铝合金薄壁铸件(例如飞机舱门类铸件)铸造技术是制约技术发展的技术难点。在现代飞机制造中，采用高强度铝合金铸件代替变形加工后经焊接或铆接组合件，能显著减轻构件重量，降低制造成本，缩短制造周期。在商用和军用各种飞机上广泛采用铝合金铸造件已经成为当前世界飞机制造的大趋势。

飞机用铝合金铸造舱门尺寸大、结构复杂、壁薄，常规铸造方法难以实现完整充型；由于承力和可靠性需要，舱门对力学性能和内在质量要求很高，常规铸造方法无法达到。因此，目前现有的舱门类铸件铸造技术都是少数几个国际大公司开发的专利或专有技术。例如，国外采用快速冷却熔模精密铸造技术，使铸件热壳浇注，充满铸型后能快速冷却，从而得到细小结晶组织，保证铸件力学性能。典型的快速冷却熔模精密铸造技术有TITAL公司开发的HERO Premium工艺和欧洲的科技开发项目开发的SOPHIA工艺。目前我国还没有成熟的飞机舱门类铝合金薄壁铸件的制造技术。

差压铸造可以使铸件平稳充型，在压力下凝固，是生产高致密度、高性能铸件的重要工艺方法。但是，通常的差压铸造不适合生产壁厚很薄的铸件。因为差压铸造充型时采用的同步压力比较大，通常在500～700Kpa之间，会在型内形成较大的反压，影响液态金属的充型；另外，高压下空气导热系数大，致使铸型对充型金属液的冷却作用增强，也影响液态金属充填铸型的薄壁处。因此，常规差压铸造工艺不利于薄壁铸件的完整充型。据报道，目前我国用差压铸造工艺生产出的铝合金铸件有主要壁厚为5.5mm鱼雷壳体和叶片厚度为6mm的发电设备用叶轮。像壁厚只有2mm舱门铸件，常规差压铸造工艺是无法生产的。

为了铸造更薄的铝合金铸件，我国开发了调压铸造技术和真空差压铸造技术。这两种铸造工艺都是在真空条件下充型，有利于薄壁铸件完整充型，为提高铸件补缩能力，铸型充满后快速增压。但由于薄壁铸件充型后很快凝固，铸件结晶实际压力不高，铸件致密性不好，很容易出现针孔等缺陷。飞机舱门对铸件内在质量和力学性能要求很高，采用调压或真空差压铸造工艺很难达到要求。

通常而言飞机舱门类铸件主要壁厚只有2mm左右，结构复杂，验收技术条件要求高，其铸造难度主要是因壁厚太薄，难以完整充型，对铸件本体力学性能和内部缺陷要求高，难以达到验收条件要求。

人们期望获得一种技术效果更好的飞机舱门的砂型铸造成型方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果更好的飞机舱门的砂型铸造成型方法。

本发明一种飞机舱门的砂型铸造成型方法，用于铸造壁厚为1.5～3mm铝合金舱门类薄壁铸件，其特征在于：所述飞机舱门的砂型铸造成型方法具体要求是：

使用专利ZL200510047615.0方法制备的SR-1精炼变质细化剂处理铝液和氩气加熔剂旋转喷吹复合精炼，使铝液变质效果更优、渣和气含量更低，达到更加细化最终铸件晶粒以提高力学性能以及纯化和净化后获得更好内部质量铸件的目的；

使用“轮廓分型，内芯配打”的整体制芯技术配合精密设计的组型方法，不仅保证了如此薄铸件壁厚尺寸精度，和更重要的是保证了铸件的整体结构尺寸精度；

采用差压铸造的方式，铸件在压力下凝固，以便不仅使铸件组织更细，同时确保铸件凝固过程处在不容易形成析出气孔的压力状态下，保证铸件的高致密性；

之后采用特殊的专门的热处理方法，保证铸件力学性能满足要求而且避免了热处理过程造成的铸件极难或者无法校正的热处理变形。

本发明所述飞机舱门的砂型铸造成型方法，其特征在于：所述飞机舱门的砂型铸造成型方法中，对炉内铝合金液进行精炼、变质、细化处理的要求是：使用按专利ZL200510047615.0方法制备的SR-1精炼变质细化剂，对炉内铝合金液进行精炼、变质、细化综合处理，具体做法是：

按百分比称量SR-1精炼变质细化剂的用量为处理铝液的0.5～5％，用铁制容器盛装放于烘箱内，在280～330℃(进一步优选为300℃)下烘烤2～4(进一步优选为3)小时；

然后将其均匀地倒在铝液表面，采用带微孔的石墨压头(图5)将精炼变质细化剂压入铝液，每次压入不同的位置和深度(参见图6)，持续30秒～1分钟，整个处理过程持续25～30分钟，要遍及坩埚内铝液各处，处理完成后扒渣；