[发明专利]一种铝合金铸件的精密铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种精密铸造方法，尤其是涉及一种铝合金铸件的精密铸造方法。

背景技术

铸造铝合金作为传统的金属材料，由于其密度小、比强度高等特点，广泛地应用于航天、航空、汽车、机械等各行业，且随着现代工业及铸造新技术的发展，对铸造铝合金需求量越来越大。同时随着高性能航空航天飞行器的发展，其内部构件也向着大尺寸、精度要求高、结构复杂、冶金力学性能要求高的方向发展。

随着航空、航天、汽车工业等代表的高技术领域的快速发展，对各类铝合金构件的集成化、轻量化、可靠性提出了更高的要求。同时，在满足冶金性能要求的前提下，对复杂铸件的尺寸精度和表面质量也提出了更高的要求。国内外主要采用精密成型的铸造方法来实现铸件的成型及其他要求。

一般地，大型铝合金铸件易产生严重的铸造缺陷，且由于该种铸件结构较为复杂，曲面较多，加工量小，要求一次成型率高，同时具备较高力学性能和冶金性能，这就造成了很大的技术难度。采用其他铸造方法或者难以避免这些缺陷，达不到零件的技术要求，或者铸件成品率低，成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种铝合金铸件的精密铸造方法，该方法采用熔模精密铸造，生产的铸件尺寸精度高、表面质量好、形状复杂、能用于多种合金、生产批量灵活。

本发明的技术方案完整一体，每个参数均是经过严格控制，使得产品质量得到保证。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种铝合金铸件的精密铸造方法，，主要包括以下步骤：根据铸件的结构制作模具，铸件收缩率为0.5%～1.0%，拔模斜度为1′～3′；采用压蜡机压制蜡模及浇口杯、横浇道、直浇道及内浇口；并对蜡模修型；按照组合图进行蜡模组型；最后对组合后的蜡模除油；对以上组好型的蜡模进行多层挂砂；然后进行脱蜡，脱蜡参数为：外胆蒸汽压力0.1～0.5Mpa；脱蜡时间5-10min；使用温度130-150℃，脱蜡后模壳在通风条件下自干不少于20小时；模壳在箱式电阻炉中焙烧，炉温低于260-280℃时模壳入炉，随后升温至500-700℃，保温2-3小时，完成后关闭电源，模壳随炉冷却至450℃以下取出，待冷却至室温后检验模壳；：经水洗的模壳须进行烘壳工序，烘壳制度：350℃，保温≥3小时，随炉冷至室温后用纸封口待造型浇注；采用水玻璃干砂造型；熔炼铝合金熔液，所述铝合金熔液的组成为：Si：0.5-0.6%、Fe：1-2%、Cu：2-2.5%、Mn：4-5%、Mg：2.6-7.5%、Zn：2-3%、Ti：0.5-1%、Cr：0.6-0.9%、Y：1-2%、Zr：2-3%、Sb：0.5-2%，余量为Al；采用调压浇注，浇注温度：750-790℃，同步建压：300-400KPa，升液压力：5-10Kpa，升液速度;200-300mm/s，充型压力差：60-100KPa，充型速度：200-300mm/s，结晶压力：2-3Kpa，结晶时间：100-250s；铸件清理：采用水力清壳或干吹砂清壳，采用锯床切割浇注系统，采用吹砂机进行吹砂；分阶段热处理：(1)第一阶段均匀化热处理：将铝合金铸锭放入热处理加热装置中，由室温升温至200-250℃进行保温处理，保温时间为36-48h，(2)第二阶段均匀化热处理：继续升温至350-400℃进行保温处理，保温时间为12-24h，(3)第三阶段均匀化热处理：继续升温至460-520℃进行保温处理，保温时间为12-16h；(4)第四阶段均匀化热处理：继续升温至550-560℃进行保温处理，保温时间为0.5-1h；最后将铸锭冷却至室温。

更进一步地，所述铝合金熔液的组成为：Si：0.58%、Fe：1.8%、Cu：2.35%、Mn：4.22%、Mg：6.1%、Zn：2.7%、Ti：0.56%、Cr：0.68%、Y：1.8%、Zr：2.9%、Sb：1.35%，余量为Al。

本发明的效果在于：

通过特定的参数优化，工艺配合，铝合金铸件的精密铸造方法提供了可靠的技术方案，制造出符合要求的铸件，同时，极大的提高了产品质量及成品率，降低生产成本，创造了极大的经济效益。后续的稍有复杂的热处理工艺，使得铸件的质量和性能得到更有力的保证。

具体实施方式

实施例1

一种铝合金叶轮的精密铸造方法，主要包括以下步骤：根据铸件的结构制作模具，铸件收缩率为0.8%，拔模斜度为2′；采用压蜡机压制蜡模及浇口杯、横浇道、直浇道及内浇口；并对蜡模修型；按照组合图进行蜡模组型；最后对组合后的蜡模除油；对以上组好型的蜡模进行多层挂砂；然后进行脱蜡，脱蜡参数为：外胆蒸汽压力0.4Mpa；脱蜡时间8min；使用温度135℃，脱蜡后模壳在通风条件下自干不少于20小时；模壳在箱式电阻炉中焙烧，炉温低于270℃时模壳入炉，随后升温至550℃，保温2.5小时，完成后关闭电源，模壳随炉冷却至450℃以下取出，待冷却至室温后检验模壳；：经水洗的模壳须进行烘壳工序，烘壳制度：350℃，保温5，随炉冷至室温后用纸封口待造型浇注；采用水玻璃干砂造型；熔炼铝合金熔液，所述铝合金熔液的组成为：Si：0.52%、Fe：1.6%、Cu：2.22%、Mn：4.37%、Mg：3.86%、Zn：2.55%、Ti：0.85%、Cr：0.76%、Y：1.1%、Zr：2.34%、Sb：0.51%，余量为Al；采用调压浇注，浇注温度：760℃，同步建压：310KPa，升液压力：5.5Kpa，升液速度;210mm/s，充型压力差：65KPa，充型速度：235mm/s，结晶压力：2.4Kpa，结晶时间：125s；铸件清理：采用水力清壳或干吹砂清壳，采用锯床切割浇注系统，采用吹砂机进行吹砂；分阶段热处理：(1)第一阶段均匀化热处理：将铝合金铸锭放入热处理加热装置中，由室温升温至230℃进行保温处理，保温时间为38h，(2)第二阶段均匀化热处理：继续升温至380℃进行保温处理，保温时间为15h，(3)第三阶段均匀化热处理：继续升温至480℃进行保温处理，保温时间为14h；(4)第四阶段均匀化热处理：继续升温至555℃进行保温处理，保温时间为0.7h；最后将铸锭冷却至室温。