[发明专利]复杂薄壁铝镁合金铸件及其铸造方法

说明书

本发明公开了一种复杂薄壁铝镁合金铸件及其铸造方法，铸造方法包括以下步骤：S1、设计预打印树脂砂铸型的三维模型，采用喷树脂3D打印装置以树脂砂为原料进行3D打印获得具有铸件型腔、浇冒系统型腔的树脂砂铸型；S2、将与树脂砂铸型外形相匹配的金属砂箱套设在树脂砂铸型上，树脂砂铸型与金属砂箱套之间预留50mm～300mm的间隙；S3、将填料填充在树脂砂铸型与金属砂箱套之间的间隙中，硬化，获得预浇注铸型；S4、将预浇注铸型放置真空差压铸造装置完成铸造，获得复杂薄壁铝镁合金铸件。本发明的复杂薄壁铝镁合金铸件的铸造方法，实现将喷树脂3D打印技术与真空差压铸造技术有效的结合，具有周期短、精度高、质量好、成本优的特点。

技术领域

本发明涉及航空发动机铸件铸造领域，特别地，涉及一种复杂薄壁铝镁合金铸件。此外，本发明还涉及一种包括上述复杂薄壁铝镁合金铸件的铸造方法。

背景技术

喷树脂3D打印是指将三维模型切片，设备打印头按切片文件每一层的形状精确定位，将树脂喷涂到型砂上，依次层层堆积、自然固化形成所需的三维砂型模型的打印方式。激光烧结3D打印技术是指将树脂经激光固化，层层堆积形成所需三维树脂模型的打印方式。与传统的砂型铸造通过金属模具制造的砂型、砂芯不同，喷树脂3D打印具有3D打印通用的无模具快速试制优势，并且具有砂型(芯)表面质量好，强度适中，尺寸精度高的特点，还具有降低砂型、砂芯整体成型组合误差，复杂细长油路砂芯内置排气通道等优点，打印的砂型、砂芯组合后可直接用于重力铸造。而由于现代航空发动机铝镁铸件结构日趋精细复杂，部分铸件具有长油路、多内腔、壁薄、空间结构复杂等特点，传统的重力铸造充型能力有限，不利于复杂铸件的制备。

发明内容

本发明提供了一种复杂薄壁铝镁合金铸件及其铸造方法，以解决传统的重力铸造充型能力有限，不利于复杂铸件制备的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种复杂薄壁铝镁合金铸件铸造方法，

S1、设计预打印树脂砂铸型的三维模型，采用喷树脂3D打印装置以树脂砂为原料进行3D打印获得具有铸件型腔、浇冒系统型腔的树脂砂铸型；

S2、将与树脂砂铸型外形相匹配的金属砂箱套设在树脂砂铸型上，树脂砂铸型与金属砂箱套之间预留50mm～300mm的间隙；

S3、将填料填充在树脂砂铸型与金属砂箱套之间的间隙中，硬化，以实现树脂砂铸型与金属砂箱套紧密连接，获得预浇注铸型；

S4、将预浇注铸型放置真空差压铸造装置完成铸造，获得复杂薄壁铝镁合金铸件。

进一步地，在步骤S1中的设计三维模型阶段，在树脂砂铸型外壁面设有用于与填料夹持固定的第一吃砂结构；填料采用树脂砂。

进一步地，第一吃砂结构采用沿树脂砂铸型外壁面周向布设的第一凹槽结构；第一凹槽结构为多个，多个第一凹槽结构沿树脂砂铸型外壁面周向等距布设。

进一步地，步骤S2中的金属砂箱内壁面带有加强筋。

进一步地，树脂砂铸型外壁面设有用于与金属砂箱的加强筋配合的凹腔，通过凹腔与加强筋一一对应配合，以使得金属砂箱与树脂砂铸型之间的径向方向上保持相同间距；第一吃砂结构布设在树脂砂铸型外壁面中部并与凹腔相交。

进一步地，金属砂箱内壁面设有用于与填料夹持固定的第二吃砂结构。

进一步地，第二吃砂结构采用沿金属砂箱内壁面周向布设的第二凹槽结构；第二凹槽结构为多个，多个第二凹槽结构被加强筋隔断并沿所述金属砂箱轴向等距排布。

进一步地，步骤S3中的获得的预浇注铸型后还包括对预浇注铸型的型腔表面喷涂硼酸溶液，再进行加热处理；硼酸溶液中的硼酸质量百分比为20％～40％；加热处理采用烘烤处理，烘烤的温度为110℃～130℃，烘烤的时间为6h～10h。