[发明专利]一种点阵夹芯板的低压铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种点阵夹芯板的制备方法。

背景技术

近年来，随着航空航天事业的飞速发展，对其使用材料的质量和性能方面提出了越来越高的要求。目前，蜂窝夹芯材料、泡沫材料及多孔固体等轻质结构材料由于具有轻质、高比强度、高比刚度、耐撞击等综合功能而在航空航天飞行器设计中得到普遍的关注与青睐，但同时开孔泡沫金属材料的承载结构用途受其弹性模量和强度的限制，其强度与密度呈指数律关系，这使其大大劣于同密度的蜂窝材料，而蜂窝材料的结构又难以实现其多功能化。综合以上两者的优点，点阵夹芯结构以其特有的结构特点被认为是当前国际上最具前景的新型先进轻质超强韧结构。

由于点阵夹芯结构材料的复杂结构，导致在制备过程中完整成型困难，得到的点阵夹芯结构材料的缺陷率高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有制备方法得到的点阵夹芯板完整成型困难、缺陷率高的问题，本发明提供了一种点阵夹芯板的低压铸造方法。

本发明一种点阵夹芯板的低压铸造方法是通过以下步骤实现的：一、采用熔融沉积快速成型设备制备点阵夹芯板的蜡模；二、在蜡模的面层均匀涂抹陶瓷浆料，然后在18～22℃下干燥20～24h后均匀撒一层二氧化锆砂，再在蜡模的邻面层上均匀涂抹陶瓷浆料，然后在18～22℃下干燥20～24h，再均匀撒一层二氧化锆砂，面层涂抹的陶瓷浆料是由二氧化锆与硅溶胶按质量比为4.5:1的比例均匀混合得到，邻面层涂抹的陶瓷浆料是由二氧化锆与硅溶胶按质量比为4.0:1的比例均匀混合得到；三、在蜡模的背层均匀涂抹陶瓷浆料，然后在18～22℃下干燥3～8h，再均匀撒一层铝矾土颗粒，所述陶瓷浆料是由铝矾土与硅溶胶按质量比为2.6~3.0:1的比例均匀混合得到；四、对蜡模的背层重复步骤三的涂挂操作5~7次；五、将经上述步骤四得到的蜡模放在200~250℃的烘干炉中保温1~1.5h，进行脱蜡，然后将温度升高至900~1000℃后保温1~2h，再随炉冷却得到点阵夹芯板型壳；六、铝合金熔化后将升液管、点阵夹芯板型壳与低差压炉固定并保持密封，然后设定低压铸造机的浇注参数：升液压力速度为10~15mbar/s，充型压力速度为15mbar/s，增压压力速度为20mbar/s，保压压力为400mbar，保压时间为120s，进行升液、充型、保压得点阵夹芯板，其中，铝合金熔体的温度在740~750℃，升液管温度在750~760℃，点阵夹芯板型壳在与低差压炉固定前在250~260℃保温0.5~1h进行预热。

本发明将熔模精密铸造技术、快速成型制造与低压铸造相结合，实现了3D-Kagome点阵芯体与面板整体成型，大大提高面板与芯体的结合强度，并可以实现复杂、曲面形状3D-Kagome点阵芯结构板的制造。

本发明的方法得到点阵夹芯板成型完整，缺陷率低，整体铸造成型性好。

附图说明

图1是具体实施方式一步骤六中低压铸造浇注曲线图；图2是具体实施方式二十得到的点阵夹芯板未去除浇注系统时的图片；图3是具体实施方式二十得到的完整点阵夹芯板的图片。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。