專利名稱：大型薄壁回旋體高強度鋁合金鑄件鑄造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種金屬型和砂型相結合的鑄造工藝，它適用于鑄造大型薄壁回旋體鑄件。
背景技術：
在背景技術中，高強度鋁合金(ZL204A)鑄造工藝主要有兩種一是金屬型鑄造，是在重力下，將熔融金屬或合金，澆入金屬材料制成的鑄型內(nèi)獲得鑄件的工藝方法，這種鑄造方法因金屬型本身沒有退讓性，鑄件形成裂紋的傾向性較大，生產(chǎn)大型、薄壁、回旋體高強度鋁合金鑄件難度大。不僅制造金屬型周期長、成本高，且鑄件退模困難、易開裂，廢品率高。二是砂型鑄造，它雖然能生產(chǎn)各種形狀、大小、復雜的鑄件，但生產(chǎn)的鑄件尺寸精度及表面光潔度較低，生產(chǎn)大型、薄壁、回旋體高強度鋁合金鑄件困難大，質(zhì)量可控性和穩(wěn)定性差，廢品率高。為克服這些缺陷，對大型薄壁回旋體高強度鋁合金鑄件鑄造方法進行研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是要提供一種大型薄壁回旋體高強度鋁合金鑄件鑄造方法，它能有效地鑄造大型、薄壁、回旋體高強度鋁合金(ZL204A)鑄件，且質(zhì)量可控性和穩(wěn)定性好，合格率高，成本低。
本發(fā)明解決其技術問題采用的工藝方法是按下述步驟進行的A、金屬模制作根據(jù)不同回旋體鑄件圖紙要求，制作形成鑄件內(nèi)腔的鋼模(鋼模厚度視鑄件形狀確定)，然后將鋼模分成若干小塊，塊與塊之間的間隙為2mm～5mm；
B、型砂配制背砂原砂粒度為50目～100目，水份4.5％～5.0％，濕壓強度0.7Mpa～0.8MPa，透氣率＞30％；面砂用100目～200目的紅砂；C、造型鑄型內(nèi)腔由涂上涂料并烘干后的鋼模拼接形成，外表面由100目～200目的紅砂形成；D、熔煉中間合金熔煉鋁銅(AlCu50A)、鋁錳(AlMn10A)、鋁鈦(AlTi5A)、鋁鎘(AlCd3A)中間合金；用精鋁錠(含Al99.95％GB/T8644-2000)及純金屬，按表1選取工藝參數(shù)，配制成適合高強度鋁合金生產(chǎn)的鋁銅(AlCu50A)、鋁錳(AlMn10A)、鋁鈦(AlTi5A)、鋁鎘(AlCd3A)中間合金；所有中間合金中雜質(zhì)含量Si≤0.04％、Fe≤0.04％，所有中間合金用專用模具澆成塊狀備用；表1 中間合金配制工藝參數(shù)

E、熔煉在燃油爐中將石墨坩堝預熱至(200～250)℃，然后在坩堝底部加入回爐料、純鋁、鋁錳中間合金；熔化后加入鋁銅和鋁鎘中間合金；在715℃～730℃加入Al-Ti中間合金，攪拌(5～8)min；熔化后用六氯乙烷精煉(精煉劑用鋁箔分包成100g的小包，使用前于熔爐旁預熱；精煉劑加入量為0.5％，精煉溫度為710℃～720℃，精煉時間3min)；精煉后靜置，靜置時間為(8～10)min；精煉、靜置完畢后升溫至730℃，扒渣干凈；先澆試棒再澆產(chǎn)品，澆注時保持平穩(wěn)，澆注溫度保持在708℃～720℃，澆注時擋渣；澆注1小時后進行除砂清理，除砂時將每箱的鋼模分開收集，以便下次使用；F、熱處理固溶化處理加完全人工時效；固溶化處理工藝是加熱至535±5℃，保溫7h；再加熱至545±5℃，保溫10h，出爐產(chǎn)品放入(60～80)℃水中冷卻；時效工藝是加熱至175±5℃，保溫5h，出爐空冷。
所述的型砂配制中的背砂原砂粒度可為60目、75目、90目，面砂可用120目、150目、190目的紅砂。
本發(fā)明同背景技術相比所產(chǎn)生的積極效果1、由于綜合利用金屬型鑄造和砂型鑄造各自的優(yōu)點，故能鑄造生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟的大型、薄壁回旋體高強度鋁合金鑄件。
2、采用鋼模形成鑄件內(nèi)表面、較細的紅砂形成鑄件外表面，加快了鑄件的冷卻，提高了鑄件內(nèi)部質(zhì)量，提高了表面光潔度和尺寸精度；消除了金屬型鑄造生產(chǎn)高強度鋁合金鑄件易出現(xiàn)裂紋、出模困難的弊端，降低了成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
3、采用精鋁錠配制成中間合金用于熔煉，所用原材料價格低廉，來源廣泛，降低了高強度鋁合金鑄造成本。


圖1是本發(fā)明的工藝方法流程圖。
具體實施例方式參看附圖1，本發(fā)明的工藝方法分為八道工序。一、制模根據(jù)不同回旋體鑄件圖紙要求，制作形成鑄件內(nèi)腔的鋼模及造型用鋁合金金屬模。二、型砂配制配砂順序為放干料→干混→加水→濕混→放砂→松砂(過6眼篩)→裝桶；背砂要求原砂粒度50目～100目，水份4.5％～5.0％，濕壓強度0.7Mpa～0.8MPa，透氣率＞30％；面砂要求用100目～200目的紅砂作面砂。三、造型鑄件內(nèi)腔由涂上涂料并烘干后的鋼模拼接形成，鑄件外表面由100目～200目的紅砂作面砂形成。四、熔煉中間合金用精鋁錠(含Al99.95％ GB/T8644-2000)及純金屬，按表1選項取工藝參數(shù)，配制成適合高強度鋁合金生產(chǎn)的鋁銅(AlCu50A)、鋁錳(AlMn10A)、鋁鈦(AlTi5A)、鋁鎘(AlCd3A)中間合金；鎘金屬應按表1的工藝制成鋁鎘中間合金加入，不能在熔煉中直接加入鎘金屬。五、熔煉在燃油爐中將石墨坩堝預熱至(200～250)℃，然后在坩堝底部加入回爐料、純鋁、鋁錳中間合金；熔化后加入鋁銅和鋁鎘中間合金；在715℃～730℃加入Al-Ti中間合金，攪拌(5～8)min。熔化后用六氯乙烷精煉(精煉劑用鋁箔分包成100g的小包，使用前于熔爐旁預熱；精煉劑加入量為0.5％，精煉溫度為710℃～720℃，精煉時間約3min)。精煉后靜置，靜置時間為(8～10)min；精煉、靜置完畢后升溫至730℃，扒渣干凈。六、澆注澆注時盡量保持平穩(wěn)，澆注溫度保持在708℃～720℃，并擋渣。七、清理產(chǎn)品澆注1h后方可打箱除砂，除砂時將鋼模收齊備用。八、熱處理固溶化處理加完全人工時效。固溶化處理工藝是加熱至535±5℃，保溫7h；再加熱至545±5℃，保溫10h，出爐產(chǎn)品放入(60～80)℃水中冷卻。時效工藝是加熱至175±5℃，保溫5h，出爐空冷。該工藝可鑄造出高表面質(zhì)量、大型、薄壁回旋體高強度鋁合金鑄件，表面粗糙度達到6.4um以下，抗拉強度達到440MPa～490MPa。
權利要求
1.一種大型薄壁回旋體高強度鋁合金鑄件鑄造方法，其特征在于它是按下述步驟進行的A、金屬模制作根據(jù)不同回旋體鑄件圖紙要求，制作形成鑄件內(nèi)腔的鋼模(鋼模厚度視鑄件形狀確定)，然后將鋼模分成若干小塊，塊與塊之間的間隙為2mm～5mm；B、型砂配制背砂原砂粒度為50目～100目，水份4.5％～5.0％，濕壓強度0.7Mpa～0.8MPa，透氣率＞30％；面砂用100目～200目的紅砂；C、造型鑄型內(nèi)腔由涂上涂料并烘干后的鋼模拼接形成，外表面由100目～200目的紅砂形成；D、熔煉中間合金熔煉鋁銅(AlCu50A)、鋁錳(AlMn10A)、鋁鈦(AlTi5A)、鋁鎘(AlCd3A)中間合金；用精鋁錠(含Al99.95％GB/T8644-2000)及純金屬，按表1選取工藝參數(shù)，配制成適合高強度鋁合金生產(chǎn)的鋁銅(AlCu50A)、鋁錳(AlMn10A)、鋁鈦(AlTi5A)、鋁鎘(AlCd3A)中間合金；所有中間合金中雜質(zhì)含量Si≤0.04％、Fe≤0.04％，所有中間合金用專用模具澆成塊狀備用；E、熔煉在燃油爐中將石墨坩堝預熱至(200～250)℃，然后在坩堝底部加入回爐料、純鋁、鋁錳中間合金；熔化后加入鋁銅和鋁鎘中間合金；在715℃～730℃加入Al-Ti中間合金，攪拌(5～8)min；熔化后用六氯乙烷精煉(精煉劑用鋁箔分包成100g的小包，使用前于熔爐旁預熱；精煉劑加入量為0.5％，精煉溫度為710℃～720℃，精煉時間3min)；精煉后靜置，表1中間合金配制工藝參數(shù)
靜置時間為(8～10)min；精煉、靜置完畢后升溫730℃，扒渣干凈；先澆試棒再澆產(chǎn)品，澆注溫度保持在708℃～720℃，澆注時擋渣；澆注1小時后進行除砂清理，除砂時將每箱的鋼模分開收集，以便下次使用；F、熱處理固溶化處理加完全人工時效；固溶化處理工藝是加熱至535±5℃，保溫7h；再加熱至545±5℃，保溫10h，出爐產(chǎn)品放入(60～80)℃水中冷卻；時效工藝是加熱175±5℃，保溫5h，出爐空冷。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種大型薄壁回旋體高強度鋁合金鑄件鑄造方法，其特征在于所述的型砂配制中的背砂原砂粒度為60目，面砂用120目的紅砂。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種大型薄壁回旋體高強度鋁合金鑄件鑄造方法，其特征在于所述的型砂配制中的背砂原砂粒度為75目，面砂用150目的紅砂。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種大型薄壁回旋體高強度鋁合金鑄件鑄造方法，其特征在于所述的型砂配制中的背砂原砂粒度為90目，面砂用180目的紅砂。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種大型薄壁回旋體高強度鋁合金鑄件鑄造方法，其特征在于所述的型砂配制中的背砂原砂粒度為60目，面砂用180目的紅砂。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種大型薄壁回旋體高強度鋁合金鑄件鑄造方法，其特征在于所述的型砂配制中的背砂原砂粒度為75目，面砂用120目的紅砂。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種大型薄壁回旋體高強度鋁合金鑄件鑄造方法，其特征在于所述的型砂配制中的背砂原砂粒度為60目，面砂用150目的紅砂。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種大型薄壁回旋體高強度鋁合金鑄件鑄造方法，其特征在于所述的型砂配制中的背砂原砂粒度為75目，面砂用180目的紅砂。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種大型薄壁回旋體高強度鋁合金鑄件鑄造方法，其特征在于所述的型砂配制中的背砂原砂粒度為90目，面砂用120目的紅砂。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種大型薄壁回旋體高強度鋁合金鑄件鑄造方法，其特征在于所述的型砂配制中的背砂原砂粒度為90目，面砂用150目的紅砂。
全文摘要
一種大型薄壁回旋體高強度鋁合金鑄件鑄造方法，主要技術特征是它按下述步驟進行A.金屬模制作根據(jù)鑄件圖紙要求，制作形成鑄件內(nèi)腔的鋼模；B.型砂配制面砂用100目～200目的紅砂；C.造型鑄型內(nèi)腔由涂上涂料并烘干后的鋼模拼接形成，外表面由100目～200目的紅砂形成；D.熔煉中間合金用精鋁錠及純金屬，按要求選取工藝參數(shù)，配制成鋁銅、鋁錳、鋁鈦、鋁鎘中間合金；E.熔煉把坩堝預熱至200～250℃，在坩堝底部加入回爐料、純鋁、中間合金；熔化后用六氯乙烷精煉；精煉后靜置，澆注產(chǎn)品；F.熱處理固溶化處理加完全人工時效。具有質(zhì)量可控性好，合格率高，成本低等特點。
文檔編號B22D21/00GK1911563SQ20051008997
公開日2007年2月14日 申請日期2005年8月9日 優(yōu)先權日2005年8月9日
發(fā)明者李職模, 魯蔚, 張振斌, 廖雅琳, 王長青, 姚春臣, 周擴生 申請人:江南機器(集團)有限公司