[发明专利]一种薄壁铝合金铸件铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金铸件铸造技术领域，特别提供了一种薄壁铝合金铸件铸造方法。

背景技术

目前，复杂、薄壁、精密铸件的铸造成形工艺主要有：砂型铸造、石膏型铸造、熔模精密铸造等。采用传统的重力铸造方法生产铸件的力学性能、内部质量、尺寸精度等往往达不到技术指标要求，并且会产生浇不足、冷隔等缺陷，而得不到完好的铸件。因此，根据铸件的具体特征及技术指标要求选择适合的铸造成形工艺十分重要。

我公司铸造方法主要有普通砂型、金属型和熔模铸造，由于普通砂型和金属型铸造不能实现零件薄壁和精密的要求，因此只有采用熔模铸造工艺方法。熔模铸造的优点：铸件有着很高的尺寸精度和表面光洁度，尺寸精度一股可达CT4—6。缺点：铝合金铸件内部组织致密度和性能不高，对于复杂薄壁铝合金铸件在清理硅酸乙酯模壳时容易碰伤铸件。

铝合金离心通风器铸件熔模铸造在常态下浇注，出现难点问题如下：A)为保证浇注充满型腔需要预热模壳，但模壳冷却速度随之减慢，导致铸件针孔随之变大，晶粒随之变粗，并易产生缩松、裂纹。B)熔模模壳强度较高，而铝合金机械性能比钢件较低，在脱壳机震动模壳时容易把铝铸件震坏，因此脱壳清理困难。如果为保证清除模壳而降低模壳强度，又会发生浇注中模壳破裂跑火现象。

人们迫切希望获得一种技术效果优良的薄壁铝合金铸件铸造方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种技术效果优良的薄壁铝合金铸件铸造方法。

本发明提供了一种薄壁铝合金铸件铸造方法，薄壁铝合金铸件尺寸公差±0.3mm，相对中心对称度0.15，铸件表面粗糙度Ra≤3.2；其特征在于：所述薄壁铝合金铸件铸造方法的内容要求依次具体是：

1）采用底注式浇注系统提高稳流，防止夹渣；具体要求是：

采用底注式浇注系统，直浇道具体为“鹅形直浇道”使合金流动平稳，避免产生氧化夹渣；内浇口设计成环形，放在叶片底部利于充型和防止浇口过热；冒口放在上部，使铸件形成上厚下薄的结构，增加冒口的补缩作用，如图2；

2）筛选合理的模壳预热温度和浇注温度以提高冷却速度：

工艺参数试验主要包括模壳预热温度和合金浇注温度，目的是通过调整模壳预热温度和浇注温度，保证铸件充满的同时减小针孔、缩松、裂纹产生；模壳预热温度为500℃～800℃；其中500℃、600℃温度偏低，铸件没浇满；800℃温度偏高，晶粒组织粗大；而650℃、700℃缺陷较少；合金浇注温度在730℃～740℃之间；因此模壳预热温度为650℃和合金浇注温度为735℃可以正式生产；

3）筛选模壳厚度，保证模壳浇注和脱壳强度：

确定合适的模壳层数，使浇注铸件后模壳残余强度尽量低些被彻底清除掉；试验模壳为5层～3层；2层模壳由于强度低，在搬运中损坏没能试验；3层模壳经过试验证明浇注强度和残余强度较合适，通过振动机可将铸件大部分模壳脱掉，但是叶片根部空间狭小模壳振动不掉，需要手工清理模壳；

4）通过在压力釜中凝固提高内部组织致密性：

由于熔模铸造的模壳在浇注时需要预热到650～700°C温度，使得铸件冷却速度减慢，在正常1个大气压下凝固铸件针孔容易超出标准，并且晶粒组织粗大，使力学性能的降低；因此控制针孔等级来保证铝合金铸件品质是非常重要的；

在压力釜中加压凝固，使金属液受压时增加气体在固相合金中的溶解度，使析出的分子氢减少，从而改善铸件内的针孔度；利用现有砂型压力釜设备；具体是进行0.4MPa压力10分钟保压凝固，Ⅹ光和荧光检查铸件针孔度2级，内部质量符合技术标准；压力釜铸造设备示意图如图3。

所述薄壁铝合金铸件铸造方法，优选要求是：

筛选合理的模壳预热温度和浇注温度以提高冷却速度时满足下述要求：模壳预热温度为630℃～680℃；合金浇注温度在732℃～738℃之间。

本发明所述薄壁铝合金铸件铸造方法适用航空、航天、汽车、船舶、兵器、电子等行业领域的关键零部件；例如：飞机发动机离心通风器、转子，汽车增压器叶轮等。

优质薄壁铝合金离心通风器铸件研制设备是普通熔模生产线和砂型铸造压力釜。通过科研试验解决由于模壳冷却速度慢和脱壳困难产生的针孔、缩松、夹渣、变形等缺陷问题。研究项目包括，筛选了合理的模壳预热温度和浇注温度以提高冷却速度，通过在压力釜中凝固提高内部组织致密性，采用了底注式浇注系统提高稳流防止夹渣。