Ju.2015
Vol 64 No. 7
FOUNDRY
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应用技术
铝合金涡売金属型重力铸造工艺设计及优化
冯超,茄菊红,唐帧
西安航空动力控制科技有限公司,映西西安710077)
摘要:涡壳铸件内部质量要求严格,生产难度大,经过对其工艺结构的认真分析,重新设计了铸件的工艺方案及金
属型模具,并在此基础上结合现场实际生产进行了铸件工艺试验验证。铸件试制过程中,采取了控制铸型涂层厚
度、加冷铁等工艺措施,使铸件形成顺序凝固。结果表明,通过改进铸造工艺方法,优化模具结构,生产出了合格
的铝涡壳铸件,解决了实际生产中铝涡壳的冷隔、缩松、气孔等缺陷。
关键词:铝涡壳;工艺方案;金属型模具;工艺优化;铸造缺陷
中图分类号:TG245文献标识码:B文章编号:1001-4977(2015)07-0653-04
Design and Optimization of Metal Mold Gravity Casting
Process for the Aluminum Alloy Vortex Shell
FENG Chao, QIE Ju-hong, TANG Zhen
(i'an Air Engine Controls Commpany, Xi'an 710077, Shaanxi, China
Abstract: In order to meet the needs of high internal quality of the aluminum alloy vortex shell, the structure of
casting was analyzed, the casting process and metal mold were redesigned and then were put into practice
During the process of verification test, some measures to form the sequential solidification have been
implemented, such as controlling the coating thickness of the mold, placing chill in appropriate place. The
results show that by improving casting process and optimizing the die, the cold shut, shrinkage, porosity and
other casting defects ofthe vortex shell can be alleviated and finally the qualified castings can be produced.
Key words aluminum alloy ortex hell; process of casting; the metal mold; process optimization; casting
defects
铝涡壳(图1)是发动机涡轮增压系统中的重要零(0.40.1MPa气压的密封性试验和(16+0.5)MPa油压强
件,工作时承受较大的应力,气密性要求高,不允许度试验,要求铸件组织致密,内部质量要求很高。
出现缩松气孔等缺陷(X光检查)。该涡壳铸件投产初
(2)设计要求该铸件表面粗糙度不低于R6.4,故
期,铸件废品率一直居高不下。虽然对原工艺作了多该铸件选用金属型铸造。
次改进,但废品率仍然较高且不稳定,冷隔、气孔
(3)涡壳流道由壳芯成形,浇注过程中会产生气
缩松等缺陷较多,严重困扰正常生产。
体,金属型排气困难,需要设计完整的排气系统。
1铝涡壳的铸造生产工艺
(4)该涡壳壁厚不均匀,由图2可见,支架与涡
道过渡处及涡道上下法兰盘处存在较多热节,易造成
1.1涡売的材质
铸件缩松、缩孔缺陷。
铝涡壳材质为ZL101A,化学成分(质量分数):
(5)涡壳较大法兰盘一端面有一管接头,造成模
Si6.5%~7.5%,Mg0.25%~0.45%,Ti0.08%~0.20%6,具结构设计困难,同时该管接头造成较大热节,影响
Fe0~0.200%,A1余量。合金的凝囧稳定范围550~铸件凝固顺序。
615℃,体收缩约为6.0%,因收缩率大,铸造时需用1,3铸造工艺设计方案
冒口补缩。铸件加工前需要进行热处理:固溶+失效;1.3.1基本工艺方案
工艺参数为(525土5)℃保温6h+(175±5)℃保温2h,抽
该铝涡壳铸件内部质量要求高、表面粗糙度低,
样检査热处理后铸件的硬度,符合要求值HB70~100。为满足涡壳的技术要求,采用金属型重力铸造。
1.2铸造工艺分析
金属型模具导热性高、冷却速度快,可以得到组
(1)铸件壁厚5mm左右,铸件机加后需经过织致密、表面质量高的铸件。模具设计为底模加左右
收稿日期:2015-02-11收到初稿,2015-04-01收到修订稿。
作者简介:冯超(1985-),男,工稞师,主要从事航空发动机铝合金壳体铸造技术及模具设计工作。E-mai: fengchao0]08@126com
