差压铸造大型复杂航空用ZM5镁合金壳体铸件研究.pdf

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1、Sep．2016VOI．65NO．9鋈：帅熹·847-一●_、●“-^J‘^_、●u■，■●o■^■--，、-，’叫{新材料·新m艺}■’，●、，■^■～_-1Pv_，_^，’_●^，■，_h，■，一差压铸造大型复杂航空用ZM5镁合金壳体铸件研究蔡森1，董宇2，张晓东1，张志强3(1．沈阳飞机工业(集团)有限公司制造工程部，辽宁沈阳110085；2．中国人民解放军驻沈阳飞机工业(集团)有限公司军事代表室，辽宁沈阳110085；3．东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室，辽宁沈阳110819)摘要：本文通过采用差压铸造来制备大型复杂ZM5镁合壳体铸件，进行了铸造工艺和参数设计：为了解决铸件

2、的冶金质量问题，提出通过改变浇注工艺参数和浇注系统的办法．使铸件的冶金质量得到大幅度提高。制备后的试样抗拉强度、屈服强度及伸长率平均值及其最小值均超出技术要求值；耐腐蚀性能优于采用重力铸造生产的铸件。关键词：ZM5镁合金；差压铸造；力学性能中图分类号：TG249文献标识码：A文章编号：1001—4977(2016)09—0847—05ResearchonLargeComplicatedMagnesiumAlloyAerialShellCastingsbyDifferentialPressureCastingTechnologyCMSenl，DONGYU2，ZHANGXiao．don91，Z

3、HANGZhi—qian92(1．ShenyangAircraftCorporation；SchoolofMaterialScienceandEngineering，Shenyang110085，Liaoning，China；2．PLAMilitaryRepresentativeOfficeinShenyangAircraftIndustries(Group)Co．，Ltd．，Shenyang110085，Liaoning，China；3．TheKeyLaboratoryofElectromagneticProcessingofMaterials，MinistryofEducation，N

4、ortheasternUniversity，Shenyang10004，Liaoning，China)Abs眦：ThelargecomplicatedZM5magnesiumalloycastingswerepreparedbydifferentialpressurecastingmethodinthispaper．Themetallurgicalqualitieswereimprovedbydesigningpropercastingtechnologyandparameters．Theaveragevalueandminimumvalueoftensilestrength,yields

5、trengthandelongationexceedthevalueoftechnicalrequirements．Moreover,thecorrosionresistanceofdifferentialpressurecastingissuperiortothatofgravitycasting．Atlast,theproblemsofmetallurgicalquali哆canbesolvedbychangingthetechnologicalparameterandgatingsystem．Keywords：ZM5magnesiumalloys；differentialpressu

6、recasting；mechanicalproperties镁合金是目前工程应用中质量最轻的金属材料，具有刚性好、减震性和机械加工性好等优点，使其在航空航天领域中得到广泛的应用【l_5】。同时，镁合金与相当性能的铝合金材料相比，其密度降低约35％，可提升整个飞机的机动性，有力的保障了新一代战机座舱构件轻量化的特征要求，因此采用镁合金成形座舱盖部件“壳体”铸件安装在座舱尾部，起支撑和锁的作用。该壳体零件尺寸约617mmx645mmx412mm．设计简图见图1，该结构采用ZM5镁合金进行生产制造。因铸件有着复杂的外形，铸件壁厚变化大，筋条多，铸件在凝固过程中厚薄交界处及筋条处易产生“热节”等问

7、题，导致无法保证金属液同时凝固或顺序凝固，补缩不良，故会产生疏松和裂纹等缺陷[6-91；又由于构件尺寸大，结构复杂，内腔需由多组砂芯组成，各砂芯相对位置较难控制，容易出现砂芯偏移而导致铸件尺寸不合格。对于机械加工而言，既要保证曲面的精度，还要保证曲面元素之间的相对位置关系；铸件内形型腔大部分为毛坯，尺寸协调的难度相当大。图1壳体铸件示意图Fig．1Schematicdiagramofshellcasting因为ZM5合金