[发明专利]一种铝合金大型发动机机匣零件的铸造工艺

权利要求书

1.一种铝合金大型发动机机匣零件的铸造工艺，所述机匣部件基本轮廓尺寸1400㎜x460㎜x195㎜，主体壁厚5～7㎜，整个机匣为半封闭大型腔体结构，外廓“细长”，内铸油路，其特征在于：所述铸造工艺路线包括以下步骤：

S1、采取反重力法熔模精密铸造工艺初步设计铸件毛坯结构，在不影响零件使用的前提下，调整工艺筋、壁厚、凸台位置的结构参数，使得铸件毛坯结构更适合铸造生产；

S2、机匣铸件的铸造，其采用铜管和PLM-聚碳石膏型芯制成复合型芯，即先采用锌合金外支撑制成一个“半圆”的芯骨，该芯骨的形状结构与细长三维空间结构型芯外形一致，通过熔模精密铸造工艺将铜管和锌合金牢固地铸造在一起，压制PLM-聚碳石膏型芯，使锌合金外支撑与PLM-聚碳石膏型芯成为一体，保证机匣铸件在铸造过程中不错位；在型壳焙烧时将锌合金熔化脱出，通过化学反应将铜管腐蚀掉，即可获得尺寸准确、内壁光滑和铝铸件组织致密的复杂油路；设计制造一套蜡型，将PLM-聚碳石膏型芯复合型芯固定在蜡型里，压制蜡模，实现蜡模的制造，通过涂料-脱蜡-焙烧获得机匣型壳；

S3、采用差压铸造工艺进行机匣铸造，首先用MAGMA铸造模拟软件对铸造施工图进行模拟，分析铸件的流场、温度场、应力场，对铸件的结构、浇注系统和铸造工艺参数设计进行优化，将焙烧好的机匣型壳放在砂箱里，四周填充水玻璃砂进行铸件的差压铸造；

S4、铝液熔炼和浇注控制，在浇注过程中，确定合理的充型速度以及差压罐保压压力，确定合理的浇注温度，在铸件最高点设置信号灯，保证每个铸件的充型时间±2s之内；

S5、铸件热处理，先应用热处理软件进行模拟，确定铸件最佳热处理工艺方案，如铸件摆放位置、入水方向、入水时间和水的温度，并设计合理的铸件热处理卡具，确保铸件热处理不变形；铸件划线，按线加工辅助卡台，并与热处理夹具锁紧固定，垂直淬火介质面放置，尽可能减少铸件热处理产生的变形；采取热等静压，提高铸件尺寸稳定性，提高铸件机械性能。

2.根据权利要求1所述的铸造工艺，其特征在于，S2中所述的锌合金为ZA-27锌基合金，其力学性能：σb为350～400MPa, δ5为2.0～3.0%，HB=100～120,熔点约为380℃；将型壳焙烧至温度900℃左右，锌合金可完全熔化，甚至沸腾。

3.根据权利要求1所述的铸造工艺，其特征在于，S4中所述铝液的原材料铝锭或合金锭Fe含量必须0.1%以下，铸铝铝合金的化学成分为Si6.8～7.2%,Mg0.5～0.6%,Ti0.15～0.20%,Be0.1～0.2%,Fe0.1%。

4.根据权利要求1所述的铸造工艺，其特征在于，S4中所述铝液采用长效变质剂金属锶（0.04～0.06%）和稀土（0.2～0.3%）变质铝液，该变质工艺，试样二次枝晶间距最小，气孔少，硅颗粒成点状或蠕虫状、共晶团小且分散；采取观察断口（Ф15）法和加工试块高倍金相观察法相结合，确定铝液变质效果。

5.根据权利要求1所述的铸造工艺，其特征在于，S4中所述的充型速度0.0014～0.004MPa/s,差压罐保压差不小于0.5Mpa，浇注温度690～710℃。