[发明专利]一种航天高强度铝合金的快速复合铸造方法

说明书

本发明公开了一种用于航天高强度铝合金的快速复合铸造方法，属于铝合金铸造技术领域，解决了现有铸造成型技术中高强度铝合金铸件容易产生本体裂纹的问题。本发明步骤包括：步骤1：采用3D打印技术制备内外两套砂型模具；步骤2：制备过渡层；步骤3：在砂型模具上涂覆过渡层；步骤4：对砂型装配，并进行高强度铝合金浇注，完成高强度铝合金铸件的铸造。本发明通过在砂型上增加过渡层，降低了高强度铝合金铸造时开裂倾向，试件表面裂纹降低了50％‑90％，同时利用3D打印技术制备砂型模具，利用自动涂覆设备涂覆过渡层，能够缩短铸造周期10‑15天。

技术领域

本发明属于铝合金铸造技术领域，具体地涉及一种航天高强度铝合金的快速复合铸造方法。

背景技术

传统铝合金铸件一般采用砂型铸造方式生产，尤其是其中树脂砂铸造方式能够获得整体质量性能较好的产品而得到了广泛应用。

而高强度铝合金作为新材料，为达到提高合金强度的目标，其成分中铜含量较普通1系和2系铝合金高，导致合金整体裂纹倾向相对普通1系和2系铸造铝合金严重。若使用传统树脂砂型铸造方式进行生产，则由于砂型冷却速度较高导致其容易在合金液凝固过程中出现开裂，导致铸件内部质量不合格。

同时，采用传统树脂砂生产方式需要制备模具，无论模具使用木质或金属质，其模具生产过程耗时均较长，无法满足航天产品快速生产的需求。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种航天高强度铝合金的快速复合铸造方法，能够解决高强度铝合金铸件容易产生本体裂纹的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种航天高强度铝合金的快速复合铸造方法，步骤包括：

步骤1：采用3D打印技术制备内外两套砂型模具；

步骤2：制备过渡层；

步骤3：在砂型模具上涂覆过渡层；

步骤4：对砂型装配，并进行高强度铝合金浇注，完成高强度铝合金铸件的铸造。

进一步地，所述步骤1中，具体步骤包括：

步骤101：铸件工艺方案设计；

步骤102：根据工艺方案设计出对应的砂型结构；

步骤103：将砂型结构拆分为多个砂型单元；

步骤104：3D打印出砂型单元，完成内外两套砂型模具制备。

进一步地，所述步骤102中，预留用于涂覆过渡层的厚度。

进一步地，所述步骤2中，过渡层包括耐火材料A组分、粘接剂B组分和消泡剂C组分。

进一步地，所述耐火材料为石英砂，所述粘接剂为硅溶胶，所述消泡剂为正辛醇。

进一步地，所述A组分、B组分和C组分的质量比为2-5：1-5：0.1-0.3。

进一步地，所述步骤2具体包括：

步骤201：依次将B组分和消泡剂加入A组分中，搅拌、混合均匀，得到过渡层涂覆料；

步骤202：将过渡层涂覆料存储在混砂机中备用，并保持涂覆料处于搅拌状态。

进一步地，所述步骤3中，涂覆时的环境温度为10℃-20℃，环境湿度为20％-40％。

进一步地，所述步骤3具体步骤包括：

步骤301：在3D打印砂型的过渡层区域涂覆涂覆料，得到第一涂层；

步骤302：完成一次涂层后静置，继续涂覆涂覆料，得到第二涂层；