超薄壁复杂密闭铝合金箱体壳体铸件精密铸造成型方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107838373A(43)申请公布日2018.03.27(21)申请号201711100246.6B22C7/02(2006.01)(22)申请日2017.11.09B33Y80/00(2015.01)(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市碑林区友谊西路127号申请人西安西工大超晶科技发展有限责任公司上海航天精密机械研究所(72)发明人薛祥义周中波林琳张旭亮余国康(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人安彦彦(51)Int.Cl.B22C9/04(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称超薄壁复杂密闭铝合金箱体壳体铸件精密铸造成型方法(57)摘要一种超薄壁复杂密闭铝合金箱体壳体铸件精密铸造成型方法，铸件结构为：包括底部支腿，底部支腿上设置有腔体，腔体内由1块中间隔板分成两个独立部分，铸件80％以上的部位壁厚小于等于1.5mm；根据铸件结构，设计浇注系统并开设铸造工艺孔；采用3D打印技术制作PS粉铸件模型，采用中温蜡制作浇注系统，并将浇注系统与3D打印的PS粉铸型模进行组合，采用真空灌浆方式制作石膏铸型，浇注后热处理。将石膏型精密铸造与反重力调压浇注进行结合，避免铸件出现冷隔、浇不足、气孔等缺陷；充型后加压凝固，避免铸件出现针孔、疏松缺陷，铸件力学性能比传统重力浇注提高约20％。采用该方法生产此箱体铸件成本低，综合合格率达到80％以上。CN107838373ACN107838373A权利要求书1/2页1.一种超薄壁复杂密闭铝合金箱体壳体铸件精密铸造成型方法，其特征在于，铸件结构为：包括底部支腿(1)，底部支腿(1)上设置有腔体，腔体内由(1)块中间隔板(2)分成两个独立部分，铸件80％以上的部位壁厚小于等于1.5mm；根据铸件结构，设计浇注系统并开设铸造工艺孔(3)；采用3D打印技术制作PS粉铸件模型，采用中温蜡制作浇注系统，并将浇注系统与3D打印的PS粉铸型模进行组合，采用真空灌浆方式制作石膏铸型，再采用反重力调压方式浇注，然后清理打磨，补焊工艺孔，最后热处理。2.一种超薄壁复杂密闭铝合金箱体壳体铸件精密铸造成型方法，其特征在于，铸件95％以上的部位壁厚小于1.5mm。3.根据权利要求1所述的一种超薄壁复杂密闭铝合金箱体壳体铸件精密铸造成型方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1：采用三维制图软件绘制铸件三维模型，并开设若干个铸造工艺孔；并采用三维制图软件绘制铸造工艺孔三维模型；步骤2：采用3D打印技术制作步骤1中PS粉铸件模型及步骤2中PS粉铸造工艺孔模型；步骤3：将步骤2中PS粉铸件模型及PS粉铸造工艺孔模型放入浸蜡缸中浸蜡；步骤4：根据浇注系统设计，采用中温蜡制作步骤3中浸蜡后PS粉铸件模型的浇道及冒口；步骤5：按照浇注系统设计，将步骤3中浸蜡后PS粉铸件模型、PS粉铸造工艺孔模型及步骤5中浇道及冒口粘接在一起，形成模组；步骤6：采用真空灌浆方式制备步骤5中模组石膏型；步骤7：将步骤6石膏型自然干燥后，脱蜡，脱蜡后再干燥；步骤8：对步骤7石膏型进行加热强化；步骤9：采用反重力调压模式浇注步骤8强化后石膏型；步骤10：将铸件及铸造工艺孔放置在焊接工装上，采用氩弧焊方式将铸造工艺孔依次焊接到铸件相应位置；步骤11：对步骤10铸件进行热处理。4.根据权利要求3所述的一种超薄壁复杂密闭铝合金箱体壳体铸件精密铸造成型方法，其特征在于，当石蜡温度为55～70℃时，将步骤2中PS粉铸件模型及PS粉铸造工艺孔模型放入浸蜡缸中。5.根据权利要求3所述的一种超薄壁复杂密闭铝合金箱体壳体铸件精密铸造成型方法，其特征在于，脱蜡温度为100～120℃，脱蜡时间为1～2h。6.根据权利要求3所述的一种超薄壁复杂密闭铝合金箱体壳体铸件精密铸造成型方法，其特征在于，脱蜡后将石膏型自然干燥24h以上，或在80～90℃干燥流动空气中干燥10h以上。7.根据权利要求3所述的一种超薄壁复杂密闭铝合金箱体壳体铸件精密铸造成型方法，其特征在于，加热强化的具体过程为：在80～100℃下保温7～10h，150～160℃下保温5～6h，250～260℃下保温2～3h；350～360℃下保温2～3h；450～460℃下保温2～3h；550～560℃下保温2～3h；700～710℃下保温2～3h，强化结束后随炉冷却。8.根据权利要求3所述的一种超薄壁复杂密闭铝合金箱体壳体铸件精密铸造成型方法，其特征在于，采用反重力调压模式浇注步骤8强化后石膏型的具体条件为：同步建压为-2CN107838373A权利要求书2/2页90～-40KPa，铸型温度为100～250℃，浇注温度为700～740℃，凝固压力差为20～60KPa。9.根据权利要求3