高强度铝合金ZL205A支座铸造技术.pdf

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1、制造技术研究航天制造技术高强度铝合金ZL205A支座铸造技术崔恩强王宝兵肖旅（上海航天精密机械研究所，上海201600）摘要：对高强度铝合金ZL205A的熔炼工艺、热处理工艺进行了研究，并根据支座的结构特点和质量要求，制定了切实可行的铸造工艺方案，浇注了支座铸件。结果表明，ZL205A高强度铝合金铸件性能和质量满足设计指标要求，且可靠性与锻件基本相同，从而可代替锻件应用于支座，降低结构件制造成本，缩短制造周期。关键词：ZL205A铝合金；铸造；合金熔炼BearingCastingTechnologyofHigh-strengthAluminumAlloyZ

2、L205ACuiEnqiangWangBaobingXiaoLv（ShanghaiSpaceflightPrecisionMachineryInstitute,Shanghai201600）Abstract：Smeltingprocessandheattreatmentofhigh-strengthaluminumalloyZL205Awereinvestigated.Accordingtothecharacteristicsandqualityofthesupportstructurerequirements,thepracticalcastingpro

3、cesswasdevelopedandabearingcastingwaspoured.Theresultsshowthattheperformanceandqualityofthehigh-strengthaluminumalloyZL205Acastingsmeettothedesignrequirementsandithasbasicallythesamereliabilitywithforgingsusedinbearings,whichcanbeasubstitutetoreducethemanufacturingcostofthestructu

4、ralpartsandshortenthemanufacturingcycle.Keywords：aluminumalloyZL205A；casting；smelting1引言ZL205A铸造铝合金铸造，采用固溶处理加不完全人工时效热处理工艺，验收标准为Ⅰ类铸件，需100%支座（图1）工作状态下强度要求较高，选用Ｘ光射线探伤。图1支座简图ZL205A合金属于固溶体型合金，当合金凝固时，容易发展成粗大的树枝晶或等轴晶组织，加大铸件的凝固温度区间较宽（超过了100℃），凝固时过冷度小，热裂倾向和显微疏松倾向。此外铜原子比重较大，溶作者简介：崔恩强（1982-）

5、，工程师，铸造专业；研究方向：有色合金材料及铸造工艺技术。收稿日期：2012-07-1935制造技术研究2012年10月第5期质原子在融熔状态扩散能力较差，在铸造过程中易产Fe作为合金中的最为有害的元素在熔炼过程中生宏观偏析，产生成分严重不均匀，导致铸件性能不应当极力控制，为了减少熔炼过程中的增铁现象，对稳定。ZL205A合金对杂质元素的控制非常严格，远熔炼工具和坩埚（铁质）进行两次表面防护，第一层高于常用的ZL101、ZL104合金。比如Fe元素，标刷HGS-1涂料，第二层刷T-1涂料。准中规定ZL205A合金中Fe的含量小于0.15%，而为保证合金中各

6、项元素均匀，避免熔炼过程中合ZL101、ZL104合金规定小于0.3%。金元素出现偏析现象，影响铸件性能，合金的除气和精炼采用精炼除气机同步完成，并能有效减少合金液2工艺难点中的氧化夹杂。铸造后合金的显微组织如图2所示。2.1合金熔炼合金中合金元素种类多，各种合金元素含量要求严格，在熔炼过程中难以控制。合金中杂质元素控制要求严格，稍不注意杂质元素就可能超标，导致性能下降。ZL205A合金中合金元素种类多，在熔炼过程中易出现合金元素偏析现象。2.2铸造工艺支座的结构采用了T型和U型等截面形状的框环，且筋板上有多处尺寸较小的三角减轻孔，以铸造图2ZL205A铸

7、态微观组织×200方法保证这些结构铸造成形有很大困难，同时ZL205A为铝铜系列合金，流动性能差，热裂倾向大，ZL205A合金铸态组织基体为α-Al，晶界间存在在铸造的过程中极易产生热裂、疏松、夹杂等铸造缺不连续的黑色及不连续的发亮物质为θ相和T相的共陷，更增大了支座铸造工艺的难度。晶体。共晶相的存在，割裂了基体，因此必须通过热2.3合金热处理处理提高力学性能。按照GB/T1173—95性能指标，抗拉强度≥3.2化学成分对比分析440MPa，延伸率≥7%，布氏硬度≥100，热处理时的表1为经过多次熔炼试验后测得的化学成分与标各项工艺参数须控制严格。准规定的

8、化学成分对比，通过成分对比可以看出合金的化学成分在标准规定的范围以