[发明专利]一种ZL101薄壁铝合金件的铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金铸造技术领域，具体涉及一种薄壁铝合金铸件的铸造方法。

背景技术

目前，越来越多的薄壁铝合金件采用铸造法一次成型，如大型座体，蜗壳、舱门类铸件，这类铸件尺寸较大，壁薄，不加工面多，壁厚处40-100mm，壁薄处3-5mm，壁厚过渡不均匀，铸造工艺难度大，尺寸难控制，这类铸件通常采用ZL101合金砂型重力铸造或金属性压铸，ZL101合金虽然有较好的流动性，但是液态金属在薄壁、狭长的通道中冷却速度快，容易产生冷隔等铸造缺陷，现有技术中通常采用浇道设计，布置冷铁，冒口设计等改进浇注条件的方法，但这些方法仍然不太理想，对于这类铸件产品，现有技术中通过对型砂进行改进以克服这类缺陷的报道不多见。

型砂在铸造生产中的作用极为重要，因型砂的质量不好而造成的铸件废品约占铸件总废品的30～50％。通常对型砂的要求是：1、具有较高的强度和热稳定性，以承受各种外力和高温的作用。2、良好的流动性，即型砂在外力或本身重力作用下砂粒间相互移动的能力。3、一定的可塑性，即型砂在外力作用下变形，当外力去除后能保持所给予的形状的能力。4、较好的透气性，即型砂孔隙透过气体的能力。5、高的溃散性，又称出砂性，即在铸件凝固后型砂是否容易破坏，是否容易从铸件上清除的性能。

型砂按所用粘结剂不同，可分为粘土砂、水玻璃砂、水泥砂、石英砂等，以粘土砂、水玻璃砂及石英砂用的最多。

型砂中的原砂、粘结剂类型等对铸件的性能具有重要影响，特别是对铝合金铸造而言，传统的铝合金铸造用的型砂配方中型砂粒径太大或太小，型砂料径太大，虽然透气性较好，但是铝砂件表面比较粗糙，光洁度不好，型砂料径太小，导致砂型透气性不好，铝铸件有气孔产生。国内外广泛使用的煤粉粘土湿型砂，一般由原砂、粘结剂、煤粉添加物等与水混制而成，具有一定的防粘砂效果和材料成本低、生产效率高的优点，但其消耗量大、排放严重、在铸造过程煤粉燃烧分解产生有毒气体污染。并且传统的型砂铸造铝合金产品的粘砂、气孔、裂纹等缺陷率在15％以上，废品率高导致铸件成本的极大增加。

因此，本发明着力从铸造型砂的改进来改善ZL101薄壁铝合金件的铸造缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种ZL101薄壁铝合金件的铸造方法，该方法采用全新的型砂作为制作铸型，采用重力浇注方法，配合合金冶炼和浇注工艺的改进，克服ZL101薄壁铝合金件的铸造缺陷。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案如下：

一种ZL101薄壁铝合金件的铸造方法，该方法包括如下步骤：

1)准备型砂原料：所采用的铸造型砂以重量份计有下列原料组成：石英原砂新砂60-64份，石英原砂旧砂24-28份，电解铝渣粉料3-5份，锆英砂4-6份，空心微珠1-6份，粘结剂料浆16-18份，水22-26份；其中，石英原砂新砂的粒度为100-200目，石英原砂旧砂的粒度为150-250目，电解铝渣粉料和锆英砂的粒度为-300目，空心微珠的粒度约为10-60μm，粘结剂以重量百分数计由下列组分组成：淀粉36-40％，呋喃树脂6-8％，钙基膨润土14-16％，-100目甘蔗渣纤维素粉3-5％，硬脂酸锌1-2％，三聚磷酸钠2-3％，余量为水；按上述配比称量各型砂原料；

2)制备粘结剂料浆：取上述称量好的粘结剂组分原料，在搅拌容器中加入水，然后加入淀粉并搅拌得悬混液，并在搅拌条件下依次加入呋喃树脂、钙基膨润土、硬脂酸锌、三聚磷酸钠，全部加完后以600-800rpm的速度搅拌10-15分钟，然后加入-100目甘蔗渣纤维素粉，并以1000-1100rpm的速度搅拌15-20分钟，获得粘结剂料浆；

3)制备型砂：将步骤2)制备的粘结剂料浆与步骤1)中称量好的其它型砂组分在混料器中混合约8-10小时制得型砂。

4)制作铸型及浇注系统，根据被铸零件的形状制作铸型，采用顶注方式制作常规内浇道、横浇道和直浇道和冒口，该浇注系统采用常规铸件浇注系统即可，无需布置冷铁；

5)熔炼ZL101合金；控制合金成分为Si6.8-7.2％，MgO.25-0.45％，FeO.5％，ZnO.3％，MnO.35％，Al余量，采用纯铝和中间合金在电阻炉中熔炼，待全部熔化并均质15-20分钟后，向熔炼后的铝液中添加0.035％的Sr进行变质处理，除渣后通入氩气旋转除气在温度为735-745℃时进行精炼，精炼后静置10-12min；