铝合金熔模精密铸造技术及应用

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摘要：铝合金材料因为具有比强度高、易成形、耐腐蚀、材料成本较低等诸多优势，在现代船舶、武器、航天、航空等装备制造中进行了大量的应用。本文主要对铝合金熔模铸造技术中熔模制作技术、石膏型熔模铸造技术、陶瓷型壳熔模铸造技术以及应用进行细致的探讨，并分析了铝合金熔模铸造技术的发展趋势，希望能对实际生产中铝合金熔模铸造技术的应用起到一定的参考作用。

关键词：铝合金；熔模铸造；技术应用

前言

随着现代重工业的发展，对于金属材料的性能要求标准不断提高。铝合金材料相比于钢铁材料，由于其较好的比强度、比刚度、耐腐蚀性以及抗疲劳性能，在众多的行业中得到了广泛的应用，尤其是近年来铝合金熔模精密铸件的生产规模和产量都迅速增加，出现了一大批生产企业。就如现代航空航天工业中，飞行器制造所需要的构件在质量、强度、整体结构性能方面的要求较高，铝合金熔模精密铸件就被应用于其中，技术开发的利用得到了延伸和发展，本文就结合了生产实际对铝合金熔模精密铸件的技术及应用进行了深入的探讨。

1铝合金熔模铸造技术及应用分析

1.1熔模制作技术

铝合金熔模铸件选用的模料的性质以及蜡模会对其表面的粗糙程度有较大的关系，究其原因在于铝合金材料的熔点低，铝合金液表面经过空气氧化会形成氧化膜，难以对铸型壁上微小孔穴进行有效复制，因此铸件表面的平整度就较差。为了满足现代重工业对于薄壁、结构复杂的大型铸件的需求，因此当前技术研发部门一直致力于研究强度较高、不易收缩变形的性能较优的膜料，如水溶芯成型、液态模料高压注射成型等技术都得到了快速的开发应用和发展。在技术应用方面，对压蜡设备生产研发的不断精进，大型压蜡机的出现为大型熔模件的制造提供了条件，如美国TEMPCRAFT生产的V-3002型压蜡机，最大合型力可达3000kN。

1.2石膏型熔模铸造技术

石膏型熔模铸造技术优势在于其良好的复制性，因此可以应用于对尺寸精度要求高的铸件，但是对铸件表面粗糙度要求不能太高；石膏型熔模铸造应用的热模浇注，导热率不高，因此可以浇注出壁面厚度不均匀的薄壁精铸件，而不会出现缩孔此类现象，在铸造薄壁、结构复杂的大型铝合金精密铸件往往就会用到的是石膏型熔模铸造技术。石膏型熔模铸造技术具体操作有：按照石膏型混合料的水粉比标准，将规定的适量自来水和粉料置入容器中，在真空环境下进行搅拌，同时搅拌的水温，在向容器中加水的同时，加入其他液态附加剂如正辛醇溶入水中，通过这些工序充分保证工艺质量的可靠性。在对凝固的石膏型进行脱蜡前，先要将其放置足够时间，待石膏可以充分硬化。石膏型拔模后不必进行脱蜡，即可以焙烧，若石膏型中没有残蜡，在250～400℃的温度下进行煅烧即可，可将自由水和结晶水充分除去。

1.3陶瓷型壳熔模铸造

改进陶瓷型壳熔模铸造法工艺，可应用于制造结构复杂的中、小型铝合金熔模精铸件。由于铝合金熔模铸件具有壁薄、强度低的特点，铸后脱壳时要注意不能破坏浇注系统，并且铝合金材料在浇注时由于低温、低密度的特点产生的动、静压力和热冲击都较弱，所以，型壳就应当在湿强度、透气性以及高温强度等方面符合一定的标准，同时为保证型壳残留强度较低，可以应用的方法有：减少型壳的里外层次的数量选择使用粘接强度大但粘度低的粘结剂。提高加固层的撒砂粒度。④科学控制型壳焙烧温度，并添加乳胶等附加剂于制壳涂料中，以充分提升型壳的溃散性和透气性。

2铝合金熔模铸件技术的发展趋势

随着现代工业对铝合金铸件的技术要求越来越高，铸造新技术在尺寸精确性、表面质量和内部冶金质量方面得到了充分的发展，铸件表面粗糙度可以控制Ra在0.8～3.2μm之间，因此在制造大型、薄壁、复杂铝合金铸件技术会不断取得进步。薄壁的大型铝合金精密铸件的壁厚要求小于2mm，且铸件外廓尺寸要求大于500 mm，尺寸误差是±0.125 mm/25 mm，如下图1所示，这些大型铝合金铸件在大型电子设备框架、壳体上得到了广泛应用。由机等大型设备的结果设计越来越复杂，因此未来铝合金铸件将向形状复杂和结构复杂化方向发展，对于铝合金熔模铸件应用的工艺会有更高的要求。

3结束语

近几年来，工业发达国家铝合金熔模铸造技术均得到了迅速的发展，高强度、高性能铝合金铸件推进了熔模铸造技术的深层次的开发和应用。本文对铝合金熔模铸造技术进行了详细的探讨，希望能对铝合金熔模铸造技术的应用推广起到作用。

参考文献：

[1]纪小虎.铝合金薄壁件熔模精密铸造研究[D].合肥工业大学，2013.

[2]樊振中，徐秀利，王玉灵，刘建军.熔模精密铸造技术在航空工业的应用及发展[J].特种铸造及有色合金，2014，03：285-289.