随着航空航天工业技术的发展,各种 、复杂、整体的铝合金精铸件的应用越来越广泛。由于这些铸件结构复杂,尺寸精度、内部质量和性能要求较高,铸造工艺难度很大,主要体现在铸件的成形、内部质量和尺寸精度的控制等方面。对于大型、复杂薄壁的铸件来说,结构特点之一是结构功能一体化。以前,这种结构件的制造方法,是不同功能部分分体铸造,然后将其焊接或装配到一起。当其要求整体铸造时,采用树脂砂型铸造可满足铸件尺寸精度和性能的要求,但是局部细小结构难以整体成形。采用复合型芯 铸造方法,即铸造时,壁薄难成形的部位采用熔模壳型,其充型完整;其他部位采用树脂砂型,其冶金质量和尺寸精度,是一种 、可行的方法。
电子舱铸件结构复杂,壁厚不均,冶金质量要求高,铸造难度大,以前,电子舱铸件是分体铸造的,即散热片和非散热部分分开铸造,然后将其装配到一块。本 根据电子舱铸件的特点,采用了复合型 铸造的方法,整体铸造了合格的电子舱铸件,了铸件的整体成形,散热效果也提高。
1、浇注方案的确定
电子舱的铸造难点主要表现在:
(1)电子舱的结构及尺寸精度要求决定了该铸件不能用熔模铸造,因为采用熔模铸造,蜡模很难制作,即使制成,也会有不同程度的变形,尺寸精度难以。
(2)电子舱散热片壁薄,且面积较大(66mmX270mm),采用常温铸型很难成形。而普通的湿型砂铸造铸型温度只能是室温;树脂砂砂型烘烤的温度也不能超过150℃,达不到该散热片成形的要求,而且,该铸件散热片部分采用树脂砂铸造,取模也很困难。
(3)电子舱两端法兰上都有较厚大的凸台,这和薄的散热片形成矛盾,要散热片成形,需要铸型温度很高,势必导致两端厚大处出现疏松等铸造缺陷。基于上述考虑,本 采用复合型 铸造的方法,散热片壁薄、成形困难,采用熔模壳型,型壳温度可以按要求提高。其他成形比较容易的部位,用树脂砂型,室温浇注,可以充分其尺寸精度。铸件采用底注式,采用真空吸铸、加压补缩凝固的浇注方法,可提高金属液的充型能力,使金属液平稳的充填型腔,并对铸件厚大部位提供有力的补缩。所设计的浇注系统铝液由4个较大的缝隙浇道引入,从底部再引入两个片状直浇道,对两侧散热片进行液体补充,同时还可对铸件底面较厚大的凸台起补缩作用。另外,通过调节金属液凝固温度场,使铸件凝固过程中厚大部位有足够的金属液补缩,形成组织致密的铸件。
2、散热片型壳温度的确定
电子舱铸件的成形,其散热片是关键,但由于铸件两端法兰的部分型腔是由熔模型壳形成(对着散热片部分),因此,如果型壳温度过高,则影响铸件两端的冶金质量。因此,需找到一个好的契合点,兼顾散热片的成形和铸件两端的冶金质量。所前所述,当型壳温度很低,比如200℃时,散热片成形很差,叶片成形高度只有20-30mm;当型壳温度达到300℃,两侧较矮的散热片成形较好,但中间较高的散热片(散热片圆弧状结构见图2)则成形较差,由于散热片之间距离只有6mm,叶片成形太矮,不易补焊打磨。当散热片型壳温度达到350℃,散热片成型较好,中间缺的只是几个小角,易于补焊打磨,而且,经X光检查,铸件两端没有疏松等铸造缺陷产生。型壳温度提高到400℃,时,散热片的成形较好,但铸件两端法兰型腔由型壳形成的部分,出现疏松,难于补救。因此,散热片型壳温度为350℃,可兼顾散热片的成形和铸件两端的内部质量。
3、浇注时铝液温度的确定
采用型壳温度为℃,确定浇注时 佳的铝液浇注温度。当铝液温度为700℃,时,铸件的散热片成形很差,大部分都未成形,只有10-20mm,当铝液温度为710℃时,散热片成形有所 ,但几乎每一片都有浇不足的现象,中间较高的散热片缺的比较多,由于散热片间距小,不易补焊打磨。当铝液温度达到720℃,散热片成形较好,只是中间较高的散热片有小部分浇不足,可以补焊打磨。当铝液升到730℃,虽然散热片成形好,但铸件两端出现大面积疏松。当温度较低时,一方面铝液流动性较差,另一方面,虽然铸件的散热片是壳型,但其横浇道、直浇道都是树脂砂型,型温是室温,铝液流经时也会降低温度,影响散热片的充型,而铝液温度过高时,原浇注方案设计的金属液凝固温度场会被破坏,铸件厚大处容易产生大面积疏松。