[发明专利]一种改善ZL210A合金铸件汇流区流线缺陷的方法

说明书

本发明属于铝合金铸件流线缺陷技术领域，涉及改善ZL210A合金铸件汇流区流线缺陷的方法，将汇流区域流线缺陷进行分类，设计了两种不同的解决措施，方便进行工艺设计调整：对于平板类铸件的流线缺陷，通过调整铸件与浇口连接处横截面、浇口与铸件连接处横截面、浇道横截面比例系数为1:(1.6～2.4):(3.4～4.2)，促进金属液的顺序凝固以及局部的顺序凝固，进而消除铸件的流线缺陷；对于非平板类铸件，集合铸件薄厚处特点，增加浇口，增加铸件的整体热量，将汇流区域调整至铸件厚大部位，同时也可以增加金属液前端汇流区域热量，降低金属液的等温线移动速度，减少整偏析，降低贫铜区的比例，最终消除铸件的流线缺陷。

技术领域

本发明属于铝合金铸件流线缺陷技术领域，涉及反重力浇注的ZL210A合金铸件，尤其涉及一种改善ZL210A合金铸件汇流区流线缺陷的方法。

背景技术

近年来，国内外越来越重视高强度铝合金的设计与开发，而Al-Cu系合金由于具有较高的比强度、良好的塑性，易于切削加工和表面处理等特性，被广泛地应用于航空、航天、汽车等领域，成为目前主要的结构材料之一。反重力浇注的铸件可实现压力下凝固，铸件力学性能优异，并且反重力浇注具有充型平稳，温度场分布合理等特点，已被广泛地应用于铝合金铸造。但由于Al-Cu系合金结晶温度范围大，除了Cu含量较高以外，Cd、Ti、Mn元素含量也较为丰富，容易出现热裂、疏松、偏析以及流线等缺陷，铸造性能相对较差。

我国新近研发的ZL210A合金，属于一种Al-Cu-Mn系高强度铸造铝合金，不仅杂质元素的含量上限高，且具有Al-Cu系合金的优良性能，相比ZL205A合金大大降低了制造成本，因此具有较高的经济价值和广泛的实用性。然而，ZL210A合金铸件不可避免地出现Al-Cu系合金所容易产生的铸造缺陷，特别是流线缺陷，其容易出现在金属液的汇流区域。目前国内关于该方面的报道相对较少，针对该问题解决工艺方案的研究更加匮乏。

铝合金铸件中流线缺陷主要通过X射线检验判别，在X射线底片上，相对于正常的铸件区域，流线缺陷显示为黑色条状，则判定流线属于低密度缺陷。而在航空航天领域，流线缺陷对ZL210A合金铸件的力学性能以及实际应用到底有什么影响，目前还没有相关的研究判定，所以一旦出现此类缺陷，只能对铸件进行报废处理。该缺陷的出现严重限制了高强度铝合金铸件的设计与开发，因此现阶段急需要找出一种新型合理的方法来解决ZL210A合金铸件汇流区域的流线缺陷问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种改善ZL210A合金铸件汇流区流线缺陷的方法，以提高铝合金铸件的生产效率以及工艺成品率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种改善ZL210A合金铸件汇流区流线缺陷的方法，具体包括以下步骤：

1)调整组型工艺，具体包括，

判断汇流区流线缺陷所处的铸件类型：如果汇流区流线缺陷位于平板类铸件上，则调整铸件与浇口连接处横截面、浇口与铸件连接处横截面、浇道横截面的比例系数为1:(1.6～2.4):(3.4～4.2)；否则，增加浇口使汇流区域调整至铸件厚大部位；

2)蜡模组型；

3)制备铸件硅溶胶模壳；

4)反重力低压浇注步骤3)中铸件硅溶胶模壳；

5)清理步骤4)中铸件表面模壳，切除浇冒口，打磨表面毛刺；

6)对步骤5)处理后的铸件进行T5热处理；

7)对步骤6)热处理后的铸件进行X射线检测。

进一步，步骤1)中，铸件与浇口连接处横截面、浇口与铸件连接处横截面、浇道横截面的比例系数为1:1.6:3.4。