[发明专利]一种大尺寸镁合金扁平结构件的铸造工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种大尺寸镁合金扁平结构件的铸造工艺方法，具体是针对铸造镁合金结构件，通过合理的设计浇注系统、补缩冒口、浇注参数，获得高质量、无缺陷铸件。

背景技术

与钢铁材料相比,铸造镁合金具有体积质量小、比强度高、抗蚀性好、切削加工性能良好及铸造性能优良等特点。在产品上为了减轻结构重量，提高产品使用性能，越来越多的零部件采用了轻质材料，镁合金在航天航空上的应用越来越广泛，大型镁合金零件需求量也越来越大。

对于大型镁合金扁平结构件，其尺寸大、壁厚薄，且通常为I类铸件，对铸件的内部质量要求高，在铸件生产过程中容易产生欠铸、夹渣、裂纹等缺陷，合格率低下。因此，对于大型镁合金扁平结构件,要获得高质量铸件，其铸造工艺的合理设计十分重要。

另外，对于大型镁合金扁平结构件，其热处理变形也是一个难题，由于产品尺寸大，在热处理过程中容易产生翘曲的现象，通过校正也难以保证最终尺寸是否足够。

发明内容

本发明的目的在于克服大型镁合金扁平结构件合格率低下的问题，通过长期的生产实践和工艺总结，提出一种扁平结构件的铸造工艺方法，能有效解决大型镁合金扁平结构件在生产过程中容易产生欠铸、夹渣、裂纹等铸造缺陷以及其热处理变形的问题。

为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种大尺寸镁合金扁平结构件的铸造工艺方法，包括如下步骤：

步骤一、浇注前的制备；

采用砂型铸造，重力浇注，分为上下两箱造型；

在铸件的上平面设置加工余量，下平面设置加工余量；

浇注系统采用浇道，以保证浇注时合金能充分流动；

在铸件角上设置补缩冒口，以保证该处厚壁打孔位置无铸造缺陷；

在铸件内径的交接处设置补缩冒口，共8个，分布在铸件八个角上，以保证该处的补缩效果；

在铸件的内浇道前设置补缩冒口，以保证该处的补缩效果；

在铸件八个角的底面设置L1成形冷铁，以提高该厚壁处的冷却速度；

在铸件内浇口前的位置设置浇口前冷铁，以减少浇口前的热量集中；

在铸件下表面设置底面冷铁，以保证铸件按照从下往上的方式顺序凝固；

步骤二、熔炼浇注；

2.1 配料：配取ZM6合金，Nd量以2.5%计算，Zn量以0.5%计算，Zr量以1.0%计算，其余为镁量，要验算Fe、Si含量：Fe﹤0.01%、Si﹤0.01%；

2.2 加料：将坩埚加热到400℃～500℃，然后加入熔剂，再向坩埚内加入炉料，加料次序：未重熔的回炉料 → 重熔的回炉料 → 镁锭；

2.3 升温：将合金液熔化并升温，若中间过程有局部燃烧，立即撒上熔剂，温度升至760℃～780℃时依次加入Zn锭、Mg-Nd中间合金和Mg-Zr中间合金；

2.4 精炼：合金液温度降到750℃～770℃时用搅拌器进行精炼；

2.5 静置：将合金液升温至800℃，静置8分钟～10分钟后浇注；

2.6 浇注：浇注温度为750℃，降温浇注；

2.7补浇冒口： 当合金液升至冒口三分之一高度时，以730℃合金液补浇冒口1次。

本发明大尺寸镁合金扁平结构件铸造工艺方法，由于采取上述工艺措施，实现了大尺寸镁合金扁平结构件的铸造，其各项指标均达到设计要求，取得了铸件无裂纹、无缩孔缺陷、质量优良等有益效果。

附图说明

图1 是大尺寸镁合金扁平结构件铸造工艺图的主视图；

图2是大尺寸镁合金扁平结构件铸造工艺图的B-B剖视图；

图3是大尺寸镁合金扁平结构件铸造工艺图的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的优选实施例。

图1是大尺寸镁合金扁平结构件铸造工艺图的主视图；图2是大尺寸镁合金扁平结构件铸造工艺图的B-B剖视图；图3是大尺寸镁合金扁平结构件铸造工艺图的A-A剖视图。图1~3中：1、结构件上表面；2、结构件下表面；3、结构件筋条；4、冒口M1；5、冒口M2；6、冒口M3；7、内浇道；8、横浇道；9、直浇道；10、钢丝棉；11、铁皮过滤网；12、冷铁L1；13、冷铁L2；14、冷铁L3

如以上附图所示，欲采用本发明方法铸造的最大的大尺寸镁合金扁平结构件的轮廓尺寸为：1300×1000×80(mm)（长×宽×高），其为扁平结构件，上平面壁厚为6mm（图示中1），下平面壁厚为8mm（图示中2），中间部分加强筋为6mm（图示中3）。