ZL205A合金环段铸件的冶金质量改进.pdf

1 02 4 铸 造 F OUNDRY Oc t ． 2 0 1 3 VO 1 ． 6 2 NO． 1 0 Z L 2 0 5 A 合金环段铸件的冶金质量改进 刘一军，李 洋，刘洪汇 哈 尔滨东安汽车动力股份有限公司，黑龙江哈 尔滨 1 5 0 0 6 6 摘 要 环段铸件是某型飞机上的重要铸件 ， 采,Z L 2 0 5 A 合金砂型重力铸造 ，冶金质量要求高，要通过严格的x 光 、 荧光检测。文中针对生产过程中产生的铸造缺陷进行分析，对熔化工艺、铸件结构 、浇注系统等进行了改进 ，使产 品质量大大提高，保证了产品的交付。 关键词 Z L 2 0 5 A 合金 ；环段铸件；成分偏析；铸件变形 ；疏松 中图分类号T G 2 9 2 文献标识码 A 文章编号1 0 0 1 4 9 7 7 2 0 1 3 1 0 1 0 2 4 0 2 Me t a l l u r g y Qu a l i t y I mp r o v e me n t o f ZL 2 0 5 A Al l o y Ri n g Ca s t i n g L I U Y i - j u n ， L I Y a n g ， L 1 U H o n g h u i H a r b i n Do n g a n Au t o E n g i n e C o ．， L t d ． ， Ha r b i n 1 5 0 0 6 6 ， He i l o n g j i a n g ， C h i n a Ab s t r a c t Ri n g c a s t i n g i s a n i mp o r t a n t c a s t i n g o n a t y p e o f a i r c r a f t ， u s i n g Z L 2 0 5 A a l l o y a n d s a n d mo l d g r a v i t y c a s t i n g ． I t r e q u i r e s h i g h me t a l l u r g y q u a l i t y a n d n e e d s t o p a s s t h e s t r i c t X- r a y a n d p e n e t r a n t t e s t i n g ． T h e d e f e c t s o f p r o d u c t i o n p r o c e s s we r e a n a l y z e d ． T h e q u a l i ty o f c a s t i n g wa s i n c r e a s e d b y i mp r o v i n g t h e me l t i n g p r o c e s s ， c a s t i n g s t r uc t ur e a n d p o u r i n g s y s t e m a n d pr o d uc t d e l i ve r y wa s e n s u r e d． Ke y wo r d s ZL 2 0 5 A a l l o y ； r i n g c a s t i n g ； c o mp o n e n t s e gre g a t i o n ； c a s t i n g d i s t o rti n g ； p o r o s i ty Z L 2 0 5 A 合金是一种高强度的铝铜系合金 ，具有 良 好的使用性能 ，但合金的铸造性能差 ，尤其是飞机铸 件冶金质量要求高 ，更增加了铸造工艺难度。在此铸 件的研制过程中，首先要面临的问题是成分偏析，这 是由合金的性质决定的 ，合金中铜含量太高 ，而铜的 密度 比铝的密度高许多 ，在铸造过程 中不可避免地造 成铜偏析 ，所以实际生产 中必须有合适的熔化浇注工 艺 ，通过控制熔化操作来克服铸件成分偏析。其次 ， 由该铸件的结构决定，铸件容易变形 ，这也是实际生 产中必须解决的问题 ，在生产中通过强化热处理操作 的细节和局部改进铸件结构 ，如增加加强筋等 ，克服 变形问题。最后 ，Z L 2 0 5 A合金的疏松倾向严重 ，而该 件的冶金质量要求较高 ，在生产中铸件的疏松缺陷也 必须 考虑 。 1 化学成分偏析 该合金属于铝铜类合金 ，表1 是主要成分 ，表2 是 杂质成分。 表1 主要成分 Ta b l e 1 Th e ma i n c o mp o s i t i o n s w ／ o 铜 锰 钛 锆 镉 硼 钒 铝 4 ． 6 ～ 5 ． 3 0 ． 3 ～ 0 ． 5 0 ． 1 5 - 0 ． 3 5 0 ．0 5 0 ．2 0 0 ． 1 5 0 ． 2 5 O ． 0 0 5 ～ 0 ． 0 6 0 ．0 5 ～ 0 ．3 0余量 由表1 和表2 中可以看出Z L 2 0 5 A 合金的成分有下面 表2 杂质成分 ≤ T a b l e 2 T h e i mp u r i t i e s c o mp o s i t i o n s ≤ 镁 镍 锌 铁 硅 单个 总量 0 ． O 5 0 ． O 5 0 ． 0 5 0． 1 5 0 ． 0 6 0 ． 0 5 0 ． 1 0 的特 点 1 含铜量高，属于典型的铝铜类合金 ； 2 合金的主要成分及杂质元素限制严格。 如果合金配制 、熔化处理不当极易造成合金化学 成分不合格，由于含铜量高 ，铜和铝的比重差别太大， 精炼处理不当易造成偏析。 在生产过程 中出现多批化学成分不合格现象 ，主 要原因是铜偏析 ，表3 是某批铸件的化学成分数据。 表3 某批铸件的主要成分 Ta b l e 3 Th e ma i n c o mp o s i t i o n s o f s o m e c a s t i n g s 铜 锰 钛 锆 镉 硼 钒 由于铜和铝的密度差别太大 ，而且铝液 中铜 的含 量高 ，造成铝液上部铜含量较低而底部含量高。对此， 我们查阅了有关资料制定措施 ，把铝液精炼后升温到 7 6 0℃，缓慢搅拌5 mi n ，然后把坩埚吊出保温炉 ，迅 速降温至浇注温度。迅速降温的 目的是防止铝液时间 过长重新产生偏析 ，实践证 明这种办法是有效的 ，在 以后生产的多炉批次中没有出现铜偏析现象。 收稿日期 2 0 1 3 - 0 6 1 4 收到初稿， 2 0 1 3 0 7 1 6 收到修订稿。 作者简介 刘一军 1 9 7 1 一 ，男 ，高级工程师 ，硕士 ，主要研究镁 、铝合金铸造工艺。电话 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m