CN109590445A

CN109590445A - 一种航空发动机精密部件油箱口盖压铸工艺

Info

Publication number: CN109590445A
Application number: CN201811574779.2A
Authority: CN
Inventors: 肖贵玉; 任光豪; 范晓刚
Original assignee: ZUNYI AEROSPACE XINLI PRECISION CASTING CO LTD
Current assignee: ZUNYI AEROSPACE XINLI PRECISION CASTING CO LTD
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2019-04-09

Abstract

本申请公开了涉及航空机械加工制造技术领域中一种航空发动机精密部件油箱口盖的压铸工艺，包括以下步骤：第一步、选择ZL102Y铝合金作为压铸原料；第二步、将压铸原料放入熔化炉内完全熔化，再放入到真空压铸机中进行压铸，真空压铸机的压铸工艺参数如下：模具工作温度220～250℃；快速位置：620～650mm，增压位置：770～810mm；快速压力：10～12MPa，增压压力：4～7MPa；快速速度：4～7圈，增压速度:2～5圈；抽真空压力：‑0.8～‑0.9MPa，抽真空延时：0.7～1.5s，抽真空持续时间：3～5s，从而制得油箱口盖的压铸件。本发明的压铸件加工后成品合格率提高到99％以上，有效的降低了成品的报废率，降低了生产成本和生产时间。

Description

一种航空发动机精密部件油箱口盖压铸工艺

技术领域

本发明属于航空机械加工制造技术领域，具体涉及一种航空发动机精密部件油箱口盖压铸工艺。

背景技术

油箱口盖是飞机内部重要结构件，为飞机油箱的密封盖，起密封作用。目前国内各行业生产主要是采用砂型铸造铝合金ZL101铝合金毛坯砂铸成型，热处理后需要大面积打磨，再机械加工，然后由钳工修成成品。

因为旧工艺采用的是砂铸件，内部缺陷较多，很多产品加工后在成品表面裸露出疏松、夹杂等缺陷，导致成品试压后漏气，造成报废，内部缺陷大大降低了产品安全性能。毛坯加工后成品率低于50％。既损失了加工费用，又损失了毛坯费用，而且生产周期特别长，提高了生产成本和时间成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油箱口盖的制作工艺，以克服现有技术采用毛坯砂铸成型内部缺陷较多、加工后成品率低的问题。

本发明的一种航空发动机精密部件油箱口盖的压铸工艺，包括以下步骤：

第一步、选择ZL102Y铝合金作为压铸原料；

第二步、将压铸原料放入熔化炉内完全熔化，再放入到真空压铸机中进行压铸，真空压铸机的压铸工艺参数如下：模具工作温度220～250℃；快速位置：620～650mm，增压位置：770～810mm；快速压力：10～12MPa，增压压力：4～7MPa；快速速度：4～7圈，增压速度:2～5圈；抽真空压力：-0.8～-0.9MPa，抽真空延时：0.7～1.5s，抽真空持续时间：3～5s，从而制得油箱口盖的压铸件。

本发明的工作原理及有益效果：1、将原有砂型铸造成型更改为真空压铸成型，本发明的真空压铸机由压铸机和模具抽真空装置组成，其中压铸机为美国的派克玛机械有限公司的C-1600型,模具抽真空装置为重庆红鼎机电有限公司的HZV-1型；采用专用模具***设计，模具***由动定模及模架构成，模具分型面设置密封槽，用密封圈将动定模密封，，型腔设计为铸件尺寸，配备模具抽真空装置，模具抽真空装置内设有真空排气槽，真空排气槽呈锯齿型，中间有抽气口，模具抽真空装置通过抽气孔及真空排气槽将模具型腔内的空气抽除，让后将金属液在高速下迅速填充模具型腔，真空压铸有效的减少铸件内部的气孔问题，使产品获得良好的内部质量和提高铸件本体的力学性能，保证了铸件质量；2、压铸原料由砂型铸造铝合金ZL101更改为压铸用ZL102铝合金，ZL102Y铝合金铸态力学性能能达到200MPa以上，延伸率达到2％以上，而铝合金ZL101在铸态时力学性能下限只有160MPa，延伸率下限2％，因此ZL102Y铝合金材料的材料性能更佳；3、通过对真空压铸机的参数进行调整，科学的限定模具工作温度、快速位置、增压位置、快速压力、增压压力、快速速度、增压速度、抽真空压力、抽真空延时和抽真空持续时间，使生产出的压铸件内部组织致密，针孔度评级远远优于原工艺，且压铸件壁厚均匀，表面粗糙度好，4、真空压铸的时候采用专用模具***，该模具是依据油箱口盖设置的，在形成压铸件后只需加工密封面和梅花槽孔口螺纹即可形成产品，相比毛坯砂铸成型的产品而言，压铸件的各项机械性能完全符合国家标准，其内含嵌件的孔位精度提高到0.1以上，机加工后成品合格率提高到99％以上，而且由于采用压铸一次成形，尺寸精度高，机械切屑加工少或不经加工直接成型到零件尺寸，有效的降低了成品的报废率，降低了生产成本和生产时间。

优选的，压铸工艺参数如下：模具工作温度220～250℃；快速位置：635mm，增压位置：795mm；快速压力：11MPa，增压压力：5MPa；快速速度：4.5圈，增压速度:3圈；抽真空压力：-0.85MPa，抽真空延时：0.8s，抽真空持续时间：4s。

上述参数为本发明真空压铸的最优参数，一般模具工作温度过高，会导致合金液的粘附、铸件表面容易产生拉伤缺陷，缩孔缩松缺陷，还会造成金属的凝固时间不够，强度不够，而模具的工作温度过低，则铸件容易产生流痕，填充速度低、压射比压低均容易引起冷隔、欠铸等缺陷，因此本发明的模具工作温度优选为220～250℃，需要注意的是，过早开模顶出铸件，受压气体膨胀起来，会形成气泡缺陷；快速压力和快速位置参数的控制是为了保证铸件的表面质量，如果该参数设置不合理，铸件表面容易产生冷隔、流痕、花纹等缺陷；增压压力和增压位置参数的控制是为了保证铸件的内部质量，如果该参数设置不合理，组件内部容易产生疏松等缺陷。总之经过对上述工艺参数的调整，成型的压铸件的机械性能为表面强度σb＝280MPa，伸长率δ5＝4％，经过荧光检查，铸件表面无裂纹、流痕等缺陷。

进一步的，压铸前先调整压铸工艺参数，之后在模具上装配试模嵌件，然后将模具预热至100～180℃，预热时间15～45min，到达模具的工作温度220～250℃后，取下试模嵌件，换上产品嵌件，然后进行浇注合金，冷却后开模取件。试模嵌件和产品嵌件是压铸时匹配模具使用的。

在一步优选的，所述压铸件的化学成分及其质量分数为Si 11.5～12.3％、Fe 0.4～0.6％、Cu≤0.3％、Zn≤0.1％、Mg≤0.1％、Mn≤0.04％、Ti≤0.2％，余量为Al。

更进一步优选的，所述压铸件的化学成分及其质量分数为Si 11.5％、Fe 0.55％、Cu0.15％、Zn 0.014％、Mg 0.003％、Mn 0.04％、Ti 0.2％，余量为Al。。

上述数据为压铸件的成分数据，由于合金中的杂质Fe和Zn超标会引起铸件的脆性缺陷，因此在对合金进行配比熔炼以及真空压铸处理后，要确保压铸件的成分数据满足上述指标。

附图说明

图1为本发明航空发动机精密部件油箱口盖的压铸工艺制备的压铸件的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

图1为本压铸工艺制作的油箱口盖的压铸件，其中压铸件的壁厚为2.5mm。

实施例1，一种航空发动机精密部件油箱口盖压铸工艺，包括以下步骤：

第一步、选择ZL102Y铝合金作为压铸原料；

第二步、将压铸原料放入熔化炉内完全熔化，再放入到真空压铸机中进行压铸，真空压铸机的压铸工艺参数如下：模具工作温度220～250℃；快速位置：635mm，增压位置：795mm；快速压力：11MPa，增压压力：5MPa；快速速度：4.5圈，增压速度:3圈；抽真空压力：-0.85MPa，抽真空延时：0.8s，抽真空持续时间：4s，将压铸参数调整后，在模具上装配试模嵌件，然后将模具预热至100～180℃，预热时间15～45min，到达模具的工作温度后，取下试模用嵌件，换上产品用嵌件，然后进行浇注合金，冷却后开模取件，从而制得油箱口盖的压铸件。

实施例2与实施例1的区别仅在于压铸参数的调整：压铸参数为：模具工作温度220℃；快速位置：620mm，增压位置：770mm；快速压力：10MPa，增压压力：4MPa；快速速度：4圈，增压速度:2圈；抽真空压力：-0.8MPa，抽真空延时：0.7s，抽真空持续时间：3s。

实施例3与实施例1的区别仅在于压铸参数的调整：压铸参数为：模具工作温度250℃；快速位置650mm，增压位置：810mm；快速压力：12MPa，增压压力：7MPa；快速速度：7圈，增压速度:5圈；抽真空压力：-0.9MPa，抽真空延时：1.5s，抽真空持续时间：5。

上述实施例制备的压铸件，其化学成分及其质量分数为Si 11.5％、Fe 0.55％、Cu0.15％、Zn 0.014％、Mg 0.003％、Mn 0.04％、Ti 0.2％，余量为Al，能满足航空发动机精密部件油箱口盖的进度需求，在后续的步骤，铣密封面、整理、整形、荧光检验、气密性试验、吹砂、热处理、机械加工和清洗的过程中，压铸件的成型工艺率高，内部组织致密，表面粗糙度好，各项机械性能完全符合国家标准，其内含嵌件的孔位精度提高到0.1以上，机加工后成品合格率提高到99％以上，而且由于采用压铸一次成形，尺寸精度高，机械切屑加工少或不经加工直接成型到零件尺寸，大大的减少了生产时间。

对本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利。

Claims

1.一种航空发动机精密部件油箱口盖压铸工艺，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、选择ZL102Y铝合金作为压铸原料；

2.根据权利要求1所述的航空发动机精密部件油箱口盖压铸工艺，其特征在于，压铸工艺参数如下：模具工作温度220～250℃；快速位置：635mm，增压位置：795mm；快速压力：11MPa，增压压力：5MPa；快速速度：4.5圈，增压速度:3圈；抽真空压力：-0.85MPa，抽真空延时：0.8s，抽真空持续时间：4s。

3.根据权利要求2所述的航空发动机精密部件油箱口盖压铸工艺，其特征在于，压铸前先调整压铸工艺参数，之后在模具上装配试模嵌件，然后将模具预热至100～180℃，预热时间15～45min，到达模具的工作温度220～250℃后，取下试模嵌件，换上产品嵌件，然后进行浇注合金，冷却后开模取件。

4.根据权利要求3所述的航空发动机精密部件油箱口盖压铸工艺，其特征在于，所述压铸件的化学成分及其质量分数为Si 11.5～12.3％、Fe 0.4～0.6％、Cu≤0.3％、Zn≤0.1％、Mg≤0.1％、Mn≤0.04％、Ti≤0.2％，余量为Al。

5.根据权利要求4所述的航空发动机精密部件油箱口盖压铸工艺，其特征在于，所述压铸件的化学成分及其质量分数为Si 11.5％、Fe 0.55％、Cu 0.15％、Zn 0.014％、Mg0.003％、Mn 0.04％、Ti 0.2％，余量为Al。