一種鋁合金鑄件的精密鑄造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁合金鑄件的精密鑄造方法，主要包括以下步驟：根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)制作模具，熔煉鋁合金熔液，所述鋁合金熔液的組成為：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%，余量為Al；采用調(diào)壓澆注，分階段熱處理工藝。通過(guò)該工藝使得鋁合金鑄件，尤其是大型鑄件的質(zhì)量得到滿足。
【專利說(shuō)明】一種鋁合金鑄件的精密鑄造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種精密鑄造方法，尤其是涉及一種鋁合金鑄件的精密鑄造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鑄造鋁合金作為傳統(tǒng)的金屬材料，由于其密度小、比強(qiáng)度高等特點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于航天、航空、汽車、機(jī)械等各行業(yè)，且隨著現(xiàn)代工業(yè)及鑄造新技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鑄造鋁合金需求量越來(lái)越大。同時(shí)隨著高性能航空航天飛行器的發(fā)展，其內(nèi)部構(gòu)件也向著大尺寸、精度要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、冶金力學(xué)性能要求高的方向發(fā)展。
[0003]隨著航空、航天、汽車工業(yè)等代表的高【技術(shù)領(lǐng)域】的快速發(fā)展，對(duì)各類鋁合金構(gòu)件的集成化、輕量化、可靠性提出了更高的要求。同時(shí)，在滿足冶金性能要求的前提下，對(duì)復(fù)雜鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量也提出了更高的要求。國(guó)內(nèi)外主要采用精密成型的鑄造方法來(lái)實(shí)現(xiàn)鑄件的成型及其他要求。
[0004]一般地，大型鋁合金鑄件易產(chǎn)生嚴(yán)重的鑄造缺陷，且由于該種鑄件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，曲面較多，加工量小，要求一次成型率高，同時(shí)具備較高力學(xué)性能和冶金性能，這就造成了很大的技術(shù)難度。采用其他鑄造方法或者難以避免這些缺陷，達(dá)不到零件的技術(shù)要求，或者鑄件成品率低，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種鋁合金鑄件的精密鑄造方法，該方法采用熔模精密鑄造，生產(chǎn)的鑄件尺寸精度高、表面質(zhì)量好、形狀復(fù)雜、能用于多種合金、生產(chǎn)批量靈活。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案完整一體，每個(gè)參數(shù)均是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格控制，使得產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。
[0007]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種鋁合金鑄件的精密鑄造方法，，主要包括以下步驟:根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)制作模具，鑄件收縮率為0.5%?1.0%，拔模斜度為I'?
3,;采用壓蠟機(jī)壓制蠟?zāi)＜皾部诒?、橫澆道、直澆道及內(nèi)澆口 ；并對(duì)蠟?zāi)Ｐ扌停话凑战M合圖進(jìn)行蠟?zāi)＝M型；最后對(duì)組合后的蠟?zāi)３?；?duì)以上組好型的蠟?zāi)＿M(jìn)行多層掛砂；然后進(jìn)行脫蠟，脫蠟參數(shù)為:外膽蒸汽壓力0.1?0.5Mpa ;脫蠟時(shí)間5-10min ;使用溫度130_150°C，脫蠟后模殼在通風(fēng)條件下自干不少于20小時(shí)；模殼在箱式電阻爐中焙燒，爐溫低于260-280°C時(shí)模殼入爐，隨后升溫至500-700°C，保溫2_3小時(shí)，完成后關(guān)閉電源，模殼隨爐冷卻至450°C以下取出，待冷卻至室溫后檢驗(yàn)?zāi)ぃ?經(jīng)水洗的模殼須進(jìn)行烘殼工序，烘殼制度:350°C，保溫> 3小時(shí)，隨爐冷至室溫后用紙封口待造型澆注；采用水玻璃干砂造型；熔煉鋁合金熔液，所述鋁合金熔液的組成為:S1:0.5-0.6%、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%，余量為Al ;采用調(diào)壓澆注，澆注溫度:750-790°C，同步建壓:300-400KPa，升液壓力:5_10Kpa，升液速度；200-300mm/s，充型壓力差:60_100KPa，充型速度:200-300mm/s，結(jié)晶壓力:2_3Kpa，結(jié)晶時(shí)間:100-250s ;鑄件清理:采用水力清殼或干吹砂清殼，采用鋸床切割澆注系統(tǒng)，采用吹砂機(jī)進(jìn)行吹砂；分階段熱處理:(I)第一階段均勻化熱處理:將鋁合金鑄錠放入熱處理加熱裝置中，由室溫升溫至200-250°C進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間為36-48h，(2)第二階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至350-400°C進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間為12-24h，(3)第三階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至460-520°C進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間為12-16h ;(4)第四階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至550-560°C進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間為0.5-lh ;最后將鑄錠冷卻至室溫。
[0008]更進(jìn)一步地，所述鋁合金熔液的組成為: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%，余量為 Al。
[0009]本發(fā)明的效果在于:
[0010]通過(guò)特定的參數(shù)優(yōu)化，工藝配合，鋁合金鑄件的精密鑄造方法提供了可靠的技術(shù)方案，制造出符合要求的鑄件，同時(shí)，極大的提高了產(chǎn)品質(zhì)量及成品率，降低生產(chǎn)成本，創(chuàng)造了極大的經(jīng)濟(jì)效益。后續(xù)的稍有復(fù)雜的熱處理工藝，使得鑄件的質(zhì)量和性能得到更有力的保證。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1
[0012]一種鋁合金葉輪的精密鑄造方法，主要包括以下步驟:根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)制作模具，鑄件收縮率為0.8%，拔模斜度為2';采用壓蠟機(jī)壓制蠟?zāi)＜皾部诒?、橫澆道、直澆道及內(nèi)澆口 ；并對(duì)蠟?zāi)Ｐ扌停话凑战M合圖進(jìn)行蠟?zāi)＝M型；最后對(duì)組合后的蠟?zāi)３?；?duì)以上組好型的蠟?zāi)＿M(jìn)行多層掛砂；然后進(jìn)行脫蠟，脫蠟參數(shù)為:外膽蒸汽壓力0.4Mpa ;脫蠟時(shí)間Smin ;使用溫度135°C，脫蠟后模殼在通風(fēng)條件下自干不少于20小時(shí)；模殼在箱式電阻爐中焙燒，爐溫低于270°C時(shí)模殼入爐，隨后升溫至550°C，保溫2.5小時(shí)，完成后關(guān)閉電源，模殼隨爐冷卻至450°C以下取出，待冷卻至室溫后檢驗(yàn)?zāi)ぃ?經(jīng)水洗的模殼須進(jìn)行烘殼工序，烘殼制度:350°C，保溫5，隨爐冷至室溫后用紙封口待造型澆注；采用水玻璃干砂造型；熔煉鋁合金熔液，所述鋁合金熔液的組成為: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%，余量為 Al ;采用調(diào)壓澆注，澆注溫度:760°C，同步建壓:310KPa，升液壓力:5.5Kpa，升液速度；210mm/s，充型壓力差:65KPa，充型速度:235mm/s，結(jié)晶壓力:2.4Kpa，結(jié)晶時(shí)間:125s ;鑄件清理:采用水力清殼或干吹砂清殼，采用鋸床切割澆注系統(tǒng)，采用吹砂機(jī)進(jìn)行吹砂；分階段熱處理:(I)第一階段均勻化熱處理:將鋁合金鑄錠放入熱處理加熱裝置中，由室溫升溫至230°C進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間為38h，(2)第二階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至380°C進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間為15h，(3)第三階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至480°C進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間為14h ;(4)第四階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至555°C進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間為0.7h ;最后將鑄錠冷卻至室溫。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁合金鑄件的精密鑄造方法，其特征在于，主要包括以下步驟:根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)制作模具，鑄件收縮率為0.5%~1.0%，拔模斜度為1~3';采用壓蠟機(jī)壓制蠟?zāi)＜皾部诒M澆道、直澆道及內(nèi)澆口 ；并對(duì)蠟?zāi)Ｐ扌?；按照組合圖進(jìn)行蠟?zāi)＝M型；最后對(duì)組合后的蠟?zāi)３?；?duì)以上組好型的蠟?zāi)＿M(jìn)行多層掛砂；然后進(jìn)行脫蠟，脫蠟參數(shù)為:外膽蒸汽壓力0.1~0.5Mpa ;脫蠟時(shí)間5-10min ;使用溫度130_150°C，脫蠟后模殼在通風(fēng)條件下自干不少于20小時(shí)；模殼在箱式電阻爐中焙燒，爐溫低于260-280°C時(shí)模殼入爐，隨后升溫至500-700°C，保溫2-3小時(shí)，完成后關(guān)閉電源，模殼隨爐冷卻至450°C以下取出，待冷卻至室溫后檢驗(yàn)?zāi)ぃ?經(jīng)水洗的模殼須進(jìn)行烘殼工序，烘殼制度:350°C，保溫> 3小時(shí)，隨爐冷至室溫后用紙封口待造型澆注；采用水玻璃干砂造型；熔煉鋁合金熔液，所述鋁合金熔液的組成為: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%，余量為 Al ;采用調(diào)壓澆注，澆注溫度:750-790°C，同步建壓:300-400KPa，升液壓力:5_10Kpa，升液速度；200-300mm/s，充型壓力差:60-100KPa，充型速度:200-300mm/s，結(jié)晶壓力:2_3Kpa，結(jié)晶時(shí)間:100_250s ;鑄件清理:采用水力清殼或干吹砂清殼，采用鋸床切割澆注系統(tǒng)，采用吹砂機(jī)進(jìn)行吹砂；分階段熱處理:(I)第一階段均勻化熱處理:將鋁合金鑄錠放入熱處理加熱裝置中，由室溫升溫至200-250°C進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間為36-48h，(2)第二階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至350-400°C進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間為12-24h，(3)第三階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至460-520°C進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間為12-16h ； (4)第四階段均勻化熱處理:繼續(xù)升溫至550-560°C進(jìn)行保溫處理，保溫時(shí)間為0.5-lh ;最后將鑄錠冷卻至室溫。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鋁合金鑄件的精密鑄造方法，其特征在于:所述鋁合金熔液的組成為: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%,余量為 Al。
【文檔編號(hào)】B22C9/04GK103506577SQ201310433612
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】王強(qiáng) 申請(qǐng)人:蘇州華宇精密鑄造有限公司