高温合金大型薄壁铸件反重力铸造技术进展

大型复杂薄壁铸件的铸造成形一直是制造界的难题之一,高温合金的大型复杂薄壁铸件的铸造成形尤其困难.反重力铸造是生产优质薄壁铸件的理想方法.综合论述了真空吸铸、低压铸造、差压铸造和调压铸造等反重力铸造技术的工艺原理、发展概况、特点和应用情况,分析了高温合金薄壁铸件反重力铸造技术的研究现状,指出了反重力铸造技术在高温合金大型复杂薄壁铸件上应用存在的技术瓶颈,提出了解决方案并就其发展方向给出了建议.     

镍基铸造高温合金等轴晶凝固成形技术的研究和进展

等轴晶镍基铸造高温合金具有制造成本低、中低温力学性能优异等优点,被广泛应用于航空航天等领域。航空发动机机匣是典型的中低温条件下使用的等轴晶高温合金铸件,结构复杂化、尺寸精确化和薄壁轻量化是其发展趋势,而精确成形和凝固组织的协同控制是实现这类铸件精密铸造的重大技术难题。与之相对应,对高温合金整体结构铸件的材料、铸造技术、组织控制和力学性能的要求也越来越高。本文结合近年来课题组承担的相关科研工作,从铸造高温合金的发展和应用、组织控制方法、计算模拟及新型工艺等方面,介绍了等轴晶镍基铸造高温合金及其凝固和成形技术的相关研究和进展。     

某大型铝合金件石膏型精铸与尺寸控制

通过对蜡模、石膏型及铝合金等影响铸件收缩因素的综合分析,确定了某大型铝合金石膏型熔模铸造薄壁件3D打印(激光快速成型)蜡模的综合收缩率。制定出合理的石膏型焙烧工艺制度,从而避免石膏型开裂对铸件尺寸精度的影响,最终获得高精度大尺寸薄壁复杂铝合金铸件。蜡模本身及组合过程中的变形是控制尺寸的关键,为大型薄壁复杂铝合金精密零件的石膏型铸造提供了一种生产方法。     

整体壁厚2mm铝合金舱门砂型铸造成形工艺研究

对D357铝合金材料的制备、薄壁件的反重力铸造、砂型铸造尺寸精度和薄壁铸件内部质量控制等技术进行了研究。结果表明:采用低温加硅,精炼、细化、变质同时进行的熔炼工艺,有效地减少合金吸气和氧化杂质,提高合金液纯净度;壁厚2 mm试片在调压、差压、低压铸造条件下,设置合理的浇注参数和排气结构,充型能力均可满足要求,同时在差压铸造条件下可获得较好的本体力学性能;砂型铸造组型过程中砂芯与外皮采用定位销与定位套相配合的方式,能有效控制铸件尺寸精度。     

高温合金大型薄壁件熔模精铸技术与发展

熔模铸造是制造大型高温合金薄壁铸件的重要手段,蜡模型壳的制作及高温合金的熔炼浇注是高温合金精密铸造缺陷控制的重要环节。阐述了制模、制壳、熔炼、晶粒细化等环节中的选材、过程控制对产品的影响,并指出调压技术的应用将是大型薄壁高温合金熔模铸件制造的新方向。     

大型复杂薄壁铝合金铸件的真空增压铸造技术

论述了真空增压铸造技术原理。真空增压铸造具有提高合金的充型能力、改善铸件的致密度和针孔度级别的工艺特性和优点,适合于质量要求高、复杂程度要求高的铝合金铸件,尤其适合大型复杂薄壁铝合金铸件。介绍了铝合金铸造成型技术在美国导弹舱体制造中的应用,分析了某耐压铝合金导弹薄壁结构舱体的铸造成形,并提出了相应的技术对策。     

K487合金内涵尾喷管的精铸工艺

内涵尾喷管是某航天发动机的关键部件，采用可焊接铸造高温合金K487无余量整体精密铸造而成。内涵尾喷管铸件由内环、中环、外环、支撑板以及内层导向叶片组成，叶片最薄处仅为0.64mm。该铸件是结构复杂的薄壁件，因此在铸造凝固过程中极易产生疏松、裂纹等缺陷，铸造难度大。本研究采用了组合夹具精密定位、蜡模分体组合成型的工艺方案，获得高尺寸精度和高表面质量的蜡模；通过优化浇注系统和浇注工艺的方法获得高冶金质量的铸件，很好地满足了设计和使用的要求。     

石膏型铜合金精密铸造研究

采用快速成型(RP)制备复杂型腔薄壁蜡模并对其进行铜合金石膏型熔模精密铸造。结果表明,与传统硅溶胶工艺条件下铸造的铜合金件相比,铜合金石膏型精密铸件的外观品质、尺寸精度和尺寸稳定性略有提高,仅力学性能有轻微下降。对于薄壁复杂类、型腔较深类、异型类、截面多变类铜合金铸件,由于硅溶胶工艺制壳的铸件清理难度加大,石膏型精密铸造显得尤为重要,其制壳工艺、后期清理成本和效率明显提高。     

压力对熔模石膏型Al—6%Zn—0.5%Mg合金薄壁铸件力学性能的影响

一、引言 近年来,随着航天、航空、电讯和兵器等高技术工业的发展,轻合金薄壁复杂铸体的生产在铸造工业中的地位越来越见重要。许多以往用机加、焊接、铆接等方法生产的精密部件由于加工手段对其复杂程度的限制,并且加工产生的变形难于满足其日益提高的精度要求,而转用具有整体成形特长的铸造方法生产。复杂薄壁件尤其如此。相对一般铸件说来,薄壁件的铸造过程更加复杂和难于控制,在表面光洁度、尺寸精度和形状的复杂程度上,对薄壁件的要求也更为严格。     

高温合金薄壁密封片的精铸工艺

高温合金薄壁密封片是某型号航空发动机上的重要部件,采用无余量整体熔模精密铸造方法生产。该密封片为大尺寸薄壁铸件,长度约500 mm,壁厚为0.8~1 mm,并有多处加强筋和变截面。在铸造过程中极易变形并产生欠铸、裂纹和疏松等缺陷,铸造成形难度大,试制阶段产品合格率极低。采用蜡模和铸件的校形工艺,保证了铸件尺寸精度。结合亨金法计算和铸件结构特点,设计优化内浇道尺寸和位置,同时调整造型工艺,使铸件合格率大幅提高。     

高强铝合金薄壁件熔铸工艺

针对某铸造铝铜合金铸件薄壁复杂结构特点和铸造合金特性,研究了其铸造工艺.借助数值模拟技术预测缩孔、缩松缺陷,并通过热处理后合金力学性能测试,优化铸造工艺,试制出了合格的铸造铝铜合金薄壁铸件.结果表明,采用适合的熔炼、铸造工艺,可以提高铸造铝铜合金铸造性能,为铸造高强铝合金薄壁铸件研制提供参考.     

有色合金复杂薄壁铸件反重力铸造技术的发展和展望

对复杂薄壁铸件的基本概念及特征进行了介绍,并综述了有色合金复杂薄壁铸件反重力铸造技术的研究现状,对真空吸铸、低压铸造和差压铸造反重力铸造技术的工艺原理、发展概况、特点和应用进行了介绍,并对它们的特性和适用性作了比较,展望了未来反重力铸造技术的发展趋势。     

大型复杂高强度ZL205A铝合金骨架铸件的研制

以大型复杂ZL205A合金骨架铸件为研制对象,介绍了大骨架铸件的研制过程。由于该铸件为承力件,其结构复杂,轮廓长又扁,非常易变形,而且外形不加工,所以保证骨架铸件冶金质量和尺寸精度难度较大。本研究从骨架铸件铸造工艺设计、型芯材料选择、热处理工艺及尺寸控制等方面进行了分析研究,并在设计铸造工艺时采用铸造数值模拟技术等先进手段,使骨架铸件实现了顺序凝固,获得了冶金质量、力学性能和尺寸精度等均达到或超过设计要求的优质骨架铸件。     

航空发动机铝合金缸体的快速砂铸工艺研究

以结合了光固化成型技术与砂型铸造的快速砂铸技术为基础,针对某小型航空发动机中的复杂部件——缸体,分别进行了铸造工艺设计、铸型及砂芯模具的CAD设计、树脂件模具的制作及填砂制芯和浇注试验的工作,同时提出了铸件精度控制及浇注缺陷控制两大问题并着手解决。最后针对浇注所得铸件进行关键尺寸测量及精度分析,证明了通过该工艺方法制造出的铸件,与传统铸造工艺相比,其精度达到较高水平。     

K432A机匣部件精铸工艺研究

机匣是在研某型号航空发动机上的核心部件,采用铸造高温合金K423A无余量整体精密铸造而成。该部件由内环、外环和空心叶片三部分组成,壁厚相差悬殊,铸造凝固过程极易产生疏松、裂纹等缺陷,铸造难度很大。为确保精铸件的尺寸精度、缩短研制周期,采用了快速成型技术制造熔模,熔模经表面处理后具有良好的表面质量和尺寸精度,表面粗糙度可达Ra6.3μm,尺寸精度可控制在0.5mm以内。设计了联合注入式浇注系统,采用较高的浇注温度和型壳温度,浇注出的铸件冶金质量优良,很好地满足了设计和使用的要求。     

大型复杂薄壁钛合金铸件熔模精密铸造研究现状及发展

从钛合金的熔炼、熔模精密铸造技术、钛合金铸造缺陷及检测方面介绍了大型复杂薄壁钛合金铸件精铸技术，大型复杂薄壁钛合金铸件的发展和应用现状，以及相关的铸造技术和充型过程数值模拟的应用，并提出了大型复杂薄壁钛合金铸件熔模精密铸造的发展趋势。     

K403合金涡轮导向器的精密铸造工艺

采用精密铸造工艺生产K403镍基铸造高温合金涡轮导向器铸件,研究了蜡模快速成型、型壳的制备、浇注系统以及铸造过程对成型工艺的影响,铸造出符合要求的导向器铸件。该研究为叶片类精密铸件的工艺参数控制及优化提供了参考。     

K403合金涡轮导向器的精密铸造工艺

采用精密铸造工艺生产K403镍基铸造高温合金涡轮导向器铸件,研究了蜡模快速成型、型壳的制备、浇注系统以及铸造过程对成型工艺的影响,铸造出符合要求的导向器铸件。该研究为叶片类精密铸件的工艺参数控制及优化提供了参考。     

低压铸造技术特点及常见缺陷浅析

低压铸造成型技术是有色金属实现精密化、薄壁化和轻量化成型制造的重要工艺之一。相比于重力铸造而言,低压铸造由于在一定压力下充型、结晶凝固,因此,具有铸件成形性好、缺陷数量少、工艺出品率高的特点,尤其对于大型复杂薄壁铸件低压铸造技术优势明显。本文着重分析了低压铸造的技术原理、工艺特点以及相关工艺参数对铸件质量的影响,探讨了低压铸造缺陷的产生原因和防治措施,并对低压铸造的发展趋势进行了展望。     

大型复杂薄壁铝合金铸件真空增压铸造特性研究

论述了真空增压铸造技术原理,研究了真空增压铸造技术生产大型复杂薄壁铝合金铸件,结果表明,铸件充型完整,无冷隔和浇不足等缺陷;该方法与传统的重力铸造和真空铸造相比,具有提高合金充型能力、改善铸件致密度和针孔度级别的工艺特性和优点,铸件的强度提高20%～30%,伸长率高出近1倍。真空增压铸造技术适合于质量要求高、复杂程度要求高的铝合金铸件,尤其适合大型复杂薄壁铝合金铸件。