航空叶片压铸工艺制造技术

本方案公开了航空技术领域的航空叶片压铸工艺，包括以下步骤：(1)准备材料：铝锭、精炼剂、铝铁中间合金和工业硅；(2)制作压铸模具；(3)将称量好的铝锭、工业硅和铝铁中间合金在770℃～790℃的温度下熔化；再将合金温度降到730℃～760℃后扒渣，扒渣时，打渣剂用量为合金重量的0.1％～0.3％；精炼；出炉；(4)压铸：熔炼液压铸前将压铸参数设置为：压射压力8～10MPa；然后将压铸模具预热10min～30min，到达模具工作温度200℃～250℃后进行浇注熔炼液，压铸直至铸件表面质量无冷隔、无浇不足缺陷后，生产的铸件冷却后开模取件；(5)整理；(6)精加工。本方案中的工艺加工周期短，成本低。

Die Casting Technology of Aeronautical Blade

【技术实现步骤摘要】
航空叶片压铸工艺
本专利技术涉及航空
，特别涉及航空叶片压铸工艺。
技术介绍
叶片是航空飞行器内部重要结构件。该叶片呈弧形结构，弧面结构从壁厚1mm过渡到1.5mm。两侧面壁厚从1mm过渡到0.2mm，最小壁厚0.2mm。侧面有两处直径为Φ4的圆柱，厚度分别为2.2mm和1.6mm，中间钻Φ1.6和Φ2.6的孔，两孔公差要求，两孔要求同轴度0.05。叶片要求抗拉强度200MPa以上。根据该叶片结构及各项性能指标的要求，最小壁厚0.2mm，压铸模设计手册中推荐铝合金压铸件的最小壁厚为0.8mm。目前国内各行业生产主要是由棒料机加工成型，经过铣加工→钻孔→线切割加工成型，每件叶片的加工时长约4小时，加工工作量大。由于该产品年产量较大，由全加工成型生产周期长、加工成本高。
技术实现思路
本专利技术意在提供航空叶片压铸工艺，以解决现有技术加工周期长，加工成本高的问题。本方案中的航空叶片压铸工艺，包括以下步骤：(1)准备材料：铝锭、精炼剂、铝铁中间合金和直径大小为20mm～40mm的工业硅；(2)制作压铸模具；(3)合金熔炼：将称量好的铝锭、工业硅和铝铁中间合金在770℃～790℃的温度下熔化；再将合金温度降到730℃～760℃后扒渣，扒渣时，打渣剂用量为合金重量的0.1％～0.3％；精炼，将扒渣后的合金加热至730℃～760℃得到合金液，将精炼剂加入合金液中，直到合金液不再冒泡为止，精炼剂的用量为合金液重量的0.15％～0.25％；出炉，合金液精炼完毕后，将合金液浇注成合金锭或者将合金液温度降至720℃～750℃,再将其浇注到浇包送料，得到熔炼液；(4)压铸：熔炼液压铸前将压铸参数设置为：压射压力8～10MPa；然后将压铸模具预热10min～30min，到达模具工作温度200℃～250℃后进行浇注熔炼液，压铸直至铸件表面质量无冷隔、无浇不足缺陷后，生产的铸件冷却后开模取件；(5)整理：去除铸件溢流瘤子、浇口、毛刺、飞边；(6)精加工：对整理后的铸件进行铣孔，得到航空叶片。本方案的有益效果：由全加工改为压铸成型工艺，压铸是将液态或半液态金属液在高速高压下充填铸型，并在高压下快速凝固而获得铸件的方法。特点：1、压铸件尺寸精度高，表面质量好，表面粗糙度高。2、力学性能好。3、能生产薄壁复杂铸件。4、生产效率高，劳动条件好，易于实现机械化和自动化。5、铸件机械加工余量小或不经机械加工。该技术能节省产品制作周期，实现节能降耗的目的。在工艺上，突破压铸产品最小壁厚0.2～0.8mm。该铸件的圆弧面改为压铸一次成型，由于采用了该设计有点，本专利技术生产出的压铸件壁厚均匀，表面粗糙度好，产品一致性好，加工余量少，产品只需加工两个精度为0.01mm的孔即可。采用上述工艺，除侧面两个孔加工成型外，其余部位均一次压铸成型，机械加工时长10～15min。因此，本专利技术与现有技术相比，具有成品率高、节约加工成本及时间成本等优点。进一步，所述铝锭的材料牌号为Al99.70b。进一步，工业硅的材料牌号为Si553。进一步，所述中间合金为铝铁中间合金AlFe20，原材料复验化学成分为Fe≥18％～22％、Cu≤0.1％、Si≤0.2％、Ti≤0.3％、Zn≤0.1％，Al余量。附图说明图1为采用本专利技术中压铸工艺所生产出的航空叶片的三维图。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：实施例1：航空叶片压铸工艺，具体操作步骤为：(1)准备材料：铝锭、精炼剂、铝铁中间合金和直径大小为20mm～40mm的工业硅；(2)制作压铸模具：根据叶片图要求，设计能满足叶片要求的铸件图，再根据设计的铸件图进行压铸模具的设计，最后按模具设计图制作模具。(3)合金熔炼：将称量好的铝锭、工业硅(规定工业硅可使用的直径大小范围为30mm)、铝铁中间合金和回炉料放入中频炉中，熔化，炉料装完后即可升温，升温到温度770℃。扒渣，用热电偶测量合金温度降到740℃时即可扒渣，打渣剂JYD4的用量为合金重量的0.2％；取样检查化学成分；精炼，用热电偶测量合金温度达到740℃时，用钟罩将精炼剂加入合金液中，直到合金液不再冒泡为止，精炼剂的用量为合金重量的0.2％。出炉，当合金液精炼完毕后，根据需要浇注合金锭或者使用热电偶测量合金液温度为730℃时,将合金液浇注到浇包送料；清炉，每一炉浇注完毕后，必须彻底清除炉内坩埚壁上的炉渣和附着物；(4)压铸：采用250T压铸机进行压铸，压铸前将压铸参数设置为：快速位置170mm；压射压力9MPa；快速速度0.5圈；然后将压铸模具预热至170℃，预热时间20min，到达模具工作温度225℃后进行浇注合金，压铸直至铸件表面质量无冷隔、无浇不足缺陷后，生产的铸件冷却后开模取件；(5)整理：待冷却后去除铸件溢流瘤子、浇口、毛刺、飞边；(6)精加工：对整理后的铸件进行铣孔，得到航空叶片。实施例2：航空叶片压铸工艺，具体操作步骤为：(1)准备材料：铝锭：铝锭的材料牌号为Al99.70b(Al≥99.70％)，表面整洁呈银白色，无较严重的缩松和缩孔，允许有轻微的夹渣、精炼剂、铝铁中间合金：材料牌号为铝铁中间合金(AlFe20)，原材料复验化学成分(Fe≥18～22％、Cu≤0.1％、Si≤0.2％、Ti≤0.3％、Zn≤0.1％，Al余量)，合金锭表面应无霉斑及油污，无夹杂物，但允许有氧化膜、皱皮和收缩裂纹，断口组织应致密、不允许有明显的熔渣和偏析和直径大小为20mm～40mm的工业硅：块状、表面清洁，断面应清洁，不允许有夹渣、泥土、粉状硅粘结及其它非冶炼过程所带异物、；(2)制作压铸模具：根据叶片图要求，设计能满足叶片要求的铸件图，再根据设计的铸件图进行压铸模具的设计，最后按模具设计图制作模具。(3)合金熔炼：将称量好的铝锭、工业硅(规定工业硅可使用的直径大小范围为30mm)、铝铁中间合金和回炉料放入中频炉中，熔化，炉料装完后即可升温，升温到温度780℃。扒渣，用热电偶测量合金温度降到750℃时即可扒渣，打渣剂JYD4的用量为合金重量的0.18％；取样检查化学成分；精炼，用热电偶测量合金温度达到750℃时，用钟罩将精炼剂加入合金液中，直到合金液不再冒泡为止，精炼剂的用量为合金中的0.18％。出炉，当合金液精炼完毕后，根据需要浇注合金锭或者使用热电偶测量合金液温度为740℃时,将合金液浇注到浇包送料；清炉，每一炉浇注完毕后，必须彻底清除炉内坩埚壁上的炉渣和附着物；(4)压铸：采用250T压铸机进行压铸，压铸前将压铸参数设置为：快速位置170mm；压射压力9MPa；快速速度0.5圈；然后将压铸模具预热至185℃，预热时间25min，到达模具工作温度235℃后进行浇注合金，压铸直至铸件表面质量无冷隔、无浇不足缺陷后，生产的铸件冷却后开模取件；(5)整理：待冷却后去除铸件溢流瘤子、浇口、毛刺、飞边；(6)精加工：对整理后的铸件进行铣孔，得到航空叶片。通过对压铸的航空叶片进行测试，得出如下数据：表1压铸件化学成分质量分数(％)SiCuZnMgMnTiZrAl11.590.170.0100.010.070.0090.001余量表2力学性能对比序号σbδ5标准要求≥220MPa≥2％该产品实测值258MPa4.2％对比例：经过铣加工→钻孔→线切割加工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.航空叶片压铸工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)准备材料：铝锭、精炼剂、铝铁中间合金和直径大小为20mm～40mm的工业硅；(2)制作压铸模具；(3)合金熔炼：将称量好的铝锭、工业硅和铝铁中间合金在770℃～790℃的温度下熔化；再将合金温度降到730℃～760℃后扒渣，扒渣时，打渣剂用量为合金重量的0.1％～0.3％；精炼，将扒渣后的合金加热至730℃～760℃得到合金液，将精炼剂加入合金液中，直到合金液不再冒泡为止，精炼剂的用量为合金液重量的0.15％～0.25％；出炉，合金液精炼完毕后，将合金液浇注成合金锭或者将合金液温度降至720℃～750℃,再将其浇注到浇包送料，得到熔炼液；(4)压铸：熔炼液压铸前将压铸参数设置为：压射压力8～10MPa；然后将压铸模具预热10min～30min，到达模具工作温度200℃～250℃后进行浇注熔炼液，压铸直至铸件表面质量无冷隔、无浇不足缺陷后，生产的铸件冷却后开模取件；(5)整理：去除铸件溢流瘤子、浇口、毛刺、飞边；(6)精加工：对整理后的铸件进行铣孔，得到航空叶片。

【技术特征摘要】
1.航空叶片压铸工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)准备材料：铝锭、精炼剂、铝铁中间合金和直径大小为20mm～40mm的工业硅；(2)制作压铸模具；(3)合金熔炼：将称量好的铝锭、工业硅和铝铁中间合金在770℃～790℃的温度下熔化；再将合金温度降到730℃～760℃后扒渣，扒渣时，打渣剂用量为合金重量的0.1％～0.3％；精炼，将扒渣后的合金加热至730℃～760℃得到合金液，将精炼剂加入合金液中，直到合金液不再冒泡为止，精炼剂的用量为合金液重量的0.15％～0.25％；出炉，合金液精炼完毕后，将合金液浇注成合金锭或者将合金液温度降至720℃～750℃,再将其浇注到浇包送料，得到熔炼液；(4)压铸：熔炼液压铸前将压铸参数设置为：压射压力8～10...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖贵玉，范晓刚，
申请(专利权)人：遵义航天新力精密铸锻有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52