[发明专利]大型薄壁筒形壳体铝合金近净成形铸件低压铸造变形控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种预防大型薄壁筒形壳体铝合金近净成形铸件低压铸造变形控制方法。

背景技术

大型薄壁筒形壳体铝合金（ZL205A）铸件，铸造过程由于合金本身收缩较大，因此，铸件的铸造应力很大，生产中铸件的变形导致铸件产品的尺寸超差，最终报废的现象很多，特别是对于近净成形铸件，铸造的变形可供加工处理的余量更小，因此，铸件的铸造过程变形控制成为控制铸件变形的关键技术。另外，由于ZL205A合金需要热处理，因此，控制热处理过程的变形更为重要，因为热处理后的尺寸决定了铸件的最终尺寸，因此，在控制铸造过程的同时，还要考虑控制热处理过程的变形，这需要从工艺手段上加以考虑，设计出合理、可行的控制铸件变形的措施和方法。

目前，控制铸件变形的方法有很多，有采用加强筋和拉筋等不同形式，在工程上应用都取得了良好的效果。然而，对于近净成形的ZL205A铝合金薄壁筒形壳体铸件，在其铸造过程设置拉筋或加强筋都十分困难，一方面设计困难，既要考虑轴向变形，又要考虑径向变形，另一方面，施工困难，所设计的拉筋在铸造时不易施工。因此，针对这样复杂的大型薄壁筒形壳体ZL205A铝合金低压铸造的近净成形铸件，尚无很好地防止变形的方法和措施。

发明内容

本发明的目的是提供一种预防大型薄壁筒形壳体铝合金近净成形铸件低压铸造变形控制方法。采用增加内部筋板的高度，利用纵横交错筋板高度的增加可以增加铸件的刚度，从而，实现防止铸件在铸造过程及热处理过程变形的目的。这种方法可以在不增加复杂控制变形工艺条件下，实现对铸件变形的控制，具有工艺简单、施工方便、节省材料的特点。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种大型薄壁筒形壳体铝合金近净成形铸件低压铸造变形控制方法，在现有的筋板基础上，沿筋板径向增加高度（加工余量），然后按照铸造工艺铸造成型，成型之后的铸件再通过机械加工去除掉增加的高度（加工余量），达到增加整个筒形铸件的刚度，最终实现对铸件变形的控制，其工艺具体步骤如下：

（1）沿筋板径向增加高度（加工余量）；

（2）根据上述制定的工艺，制作铸件金属模样和砂芯芯盒；

（3）采用上述的模样与芯盒分别制造铸型和砂芯，制造完毕后，表层涂涂料并烘干，然后修型至符合要求；

（4）将上述制造的砂芯放置于铸型下型内，测量尺寸，待符合要求后，将铸型的丄型与下型扣合在一起，形成筒形铸件的腔体；

（5）将上述合箱后的铸型放入到浇注车上，送入到低压浇注设备上，在低压浇注设备上实施浇注直至铸件凝固完成；

（6）将上述浇注的铸件冷却后，把其中的铸件取出，去除浇口系统，然后进行热处理；

（7）热处理后的铸件通过机械加工去除掉增高的筋板部分，筋板的高度最终为实际高度。

大型筒形铸件的铸件外壁光滑，铸件内壁带有形状各异的筋板，这样的结构在考虑预防变形时十分复杂。本发明采用的方法是在现有的筋板高度基础上，再增加一定的高度，最终形成高筋板的内壁形式，在不改变外部的结构与工艺形式情况下，利用筋板增高（将加工余量增大），起到增加横、纵截面的刚度的方法实现对铸件变形的控制，这样控制铸件变形的工艺形式简单，不需要复杂的拉筋或加强筋设计，施工方便，同时，还有利于铸件热处理时控制铸件的变形。因为，一般情况下，铸件铸造完后需要清理掉各种工艺措施，例如，浇注系统、冒口系统、加强筋等工艺措施。本发明可以有效地回避这些问题，既可以控制铸造过程变形，同时，也可以有效地控制热处理过程的变形。

附图说明

图1为筒形壳体铸件的浇注系统的立体结构图；

图2为筒形壳体铸件的铸造系统的结构示意图；

图3为筒形壳体铸件的浇注系统的B-B向剖视图；

图4为筒形壳体铸件的浇注系统A-A向剖视图；

图5为筒形壳体铸件的立体结构图；

图中：1-砂箱，2-横浇道连接，3-横浇道，4-直浇道，5-砂芯，6-增高筋板，7-原筋板，8-铸件，9-缝隙式浇道，10-立筒浇道，11-铸型。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

本发明提供了一种大型薄壁筒形壳体铝合金近净成形铸件低压铸造变形控制方法，其步骤如下：

（1）在筋板高度方向（沿筋板径向）增加高度（加工余量），根据筒形铸件的直径不同，相应增加不同的加工余量，一般取铸件直径的0.015%。