[发明专利]大型薄壁铝合金圆锥型整体壳段铸造成型方法

说明书

本发明公开了一种大型薄壁铝合金圆锥型整体壳段铸造成型方法，采用底注缝隙式浇铸系统，根据预设计铸件图在呋喃树脂砂整体砂型中进行铝合金底注式反重力挤压浇铸，得到整体壳段铸件；对整体壳段铸件进行固溶处理、T6淬火、时效处理、粗加工和精加工，得到大型薄壁铝合金圆锥型整体壳段。本发明有效的控制了大型薄壁铝合金圆锥型整体壳段各工艺环节的变形，保证了产品的气动外形、壳段金属承力层壁厚均匀性，壳段总体重量质心等关键技术指标；有效地攻克了大型薄壁铝合金圆锥型整体壳段精密铸造成型与加工过程中的系列关键技术，保证了大型薄壁铝合金圆锥型整体壳段精密成型加工制造的总体质量，降低了制造成本的同时缩短了制造周期。

技术领域

本申请属于铸造工艺制备零部件技术领域，具体涉及一种大型薄壁铝合金圆锥型整体壳段铸造成型方法。

背景技术

大型薄壁铝合金筒形壳段铸件，铸造过程由于合金本身收缩较大，因此，铸件的铸造应力很大，生产中铸件的变形导致铸件产品的尺寸超差，最终报废的现象很多，特别是对于整体砂型铸造的整体壳段铸件，整体铸造后产品的内型面不再加工也无法加工，在内型面不加工而只加工外型面的基础上，确保最终保证产品的外形完整性、壁厚的均匀性、质量质心的公差要求，其铸造难度更大，因此，铸件的铸造过程变形控制成为控制铸件变形的关键技术。

另外，大型薄壁铝合金筒形壳段铸件在铸造后需要热处理，因此，控制热处理过程的变形更为重要，因为热处理后的尺寸决定了铸件的最终尺寸，因此，在控制铸造过程的同时，还要考虑控制热处理过程的变形，这需要从工艺手段上加以考虑，设计出合理、可行的铸造成型方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种大型薄壁铝合金圆锥型整体壳段铸造成型方法，通过注式反重力挤压浇铸以及热处理变形控制工艺技术方法，有效的控制了大型薄壁铝合金圆锥型整体壳段各工艺环节的变形。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种大型薄壁铝合金圆锥型整体壳段铸造成型方法，包括如下步骤：

(1)整体壳段铸造成型：采用底注缝隙式浇铸系统，根据预设计铸件图在呋喃树脂砂整体砂型中进行铝合金底注式反重力挤压浇铸；

浇铸前确保浇铸炉内的温度大于40℃，进行所述浇铸炉预热并干燥，并控制所述浇铸炉内湿度小于80％；浇铸时控制所述铝合金液的温度在680℃～720℃，挤压压力大于0.1Mpa，冲型时间为20s～40s，保压压力为0.1MPa～0.12MPa，保压时间为250s～350s；浇铸后在炉温降到室温以后，静置4小时后开炉，得到所述整体壳段铸件；

(2)整体壳段热处理：对所述整体壳段铸件进行固溶处理、T6淬火和时效处理；

(3)整体壳段加工：对所述整体壳段铸件进行粗加工和精加工，得到所述大型薄壁铝合金圆锥型整体壳段。

进一步的，步骤(1)中，所述铝合金为ZL114A高强铝合金，所述ZL114A高强铝合金采用如下方法配制：

采用精Al锭以及精铝熔铸的Al-Si、Al-Cu、Mg和Ti-B中间合金配制合金；加入镍元素，并加入铝锶中间合金改善共晶硅形貌，优化合金元素含量；采用高纯氩气精炼，得到所述ZL114A高强铝合金；

所述ZL114A高强铝合金的化学成分的重量百分数为：Si含量为6.5％～7.5％；Cu含量为1％～3％；Mg含量为0.45％～0.75％；Ti+Ni总含量为0.05％～0.1％；B含量为0.05％～0.1％；Sr含量小于0.01％；杂质总量≤0.75％，其中主要杂质Fe含量＜0.1％；余量为Al。

进一步的，步骤(1)中，所述预设计铸件图具体为：设计长度收缩率为0.8％±0.05％，宽度收缩率为0.8％±0.05％，高度收缩率为0.85％±0.05％；设计铸件外型面单边余量大于6mm，铸件轴向单边余量大于8mm。