专利名称：超薄壁无渗漏航空铝合金铸件的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及压铸领域，尤其是一种用于加工氧气面罩的氧气调节阀铸件的超薄壁 无渗漏航空铝合金铸件的生产工艺。
背景技术：
航空铝合金压铸件尺寸精度高，加工余量小，薄壁，不仅如此，由于航空条件下使 用的特殊性，不允许耐压渗漏，要求零件的组织致密，不允许有铸造缺陷，验收极为苛刻。一个典型的产品是航空救生系统中的氧气面罩的关键部件一氧气面罩的氧气调 节阀铸件，该铸件属于精密的压铸铝合金，总重量只有55g，并且结构复杂，最小非加工壁厚 为0. 5mm，此外，还必须在125psi压力(相当于0. 86Mpa)试漏下，5分钟内有任何泄漏，零 件即报废。这类零件的生产，即使在国外，也一直是个难点。开发这类零件的生产方法，除满 足产品的质量要求外，还必须提高产品合格率，降低产品的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超薄壁无渗漏航空铝合金铸件的生产工艺，该工艺在 压铸时采用特殊进料结构和排气结构的模具，并对压铸出来的零件进行浸渗处理，可以有 效克服上述弊端。本发明的技术方案是.本发明的超薄壁无渗漏航空铝合金铸件的生产工艺的专用压铸模具采用双环形 进料结构和T形排气槽结构；双环形进料的结构使得在压铸过程中，铝液快速进入型腔，保 证了零件薄壁部分充满，而T形排气槽结构确保了在铝液快速充型的条件下型腔的排气， 防止铸件夹气。一种超薄壁无渗漏航空铝合金铸件的生产工艺，其特征是包括以下步骤a)制造压铸模具，在压铸模具的右模上加工出双环形内浇口、压铸入口和分配浇 道；在左模上加工出T形排气槽，并把制造好的左模和右模装配后安装在挤压机上；b)浇注，将640-700°C的熔融铝液浇注到位于右模上的压铸入口内；c)轻压，挤压机经压缩头推动熔融铝夜，使铝夜通过位于右模内的分配浇道分配 后进入双环形内浇口，通过双环形内浇口快速进入并充满型腔，比压为50-70MPa，挤压时间 为 0. 02-0. 03 秒；d)强压，经过步骤3轻压后，挤压机进一步强压铝液，比压为70_100MPa，挤压时间 为4-5秒；在进行步骤b、c、d的同时，铝夜充型时，型腔内气体通过位于左模内的T形排气槽 排出；e)脱模，经挤压凝固后的铸件，从挤压机上取下，即得到氧气面罩的氧气调节阀铸 件。
还包括对所述步骤e得到的氧气面罩的氧气调节阀铸件进行浸渗工艺处理先对铸件进行热水清洗，热水温度50-60 °C，真空干燥，负压为-0. 080 至-0. llOMPa，真空环境温度24°C，然后把铸件放入浸渗处理液中，浸渗4_6小时；上述步骤完成后，用压力为0. 4-0. 5MPa压缩空气清洗铸件表面和螺孔上多余的 浸渗处理液；接着进行真空热水固溶对铸件进行热水清洗，热水温度50-60°C，负压为-0. 080 至-0. llOMPa，真空干燥，真空环境温度24°C，用于清除铸件上的固体物质；最后，把铸件放入150-250°C的烘箱烘烤10-25分钟，完成浸渗处理工艺；所述浸渗处理液由硅酸钠、专用添加剂和水组成，硅酸钠、专用添加剂和水的重量 比例为90-110 1-2 800-1500 ；专用添加剂的组分为硫脲、辛酸铜，所述硫脲的重量份 为70-80，辛酸铜的重量份为20-30，以硫脲和辛酸铜为100%计。步骤a中所述T形排气槽主要由排气室和排气通道组成，排气室的横截面积大于 排气通道的横截面积。所述分配浇道为“Y”形，“Y”形分配浇道的左右两路分支上分别连通一双环形内浇口。所述双环形内浇口由第一内浇口和第二内浇口组成，第一内浇口和第二内浇口分 别位于右模的定模镶块的型腔的两侧；或者双环形内浇口末端为“Y”形。所述双环形内浇口的第一内浇口和第二内浇口对称设置。本发明的有益效果是本发明的超薄壁无渗漏航空铝合金铸件的生产工艺的专用压铸模具采用双环形 进料结构和T形排气槽结构；双环形进料的结构使得在压铸过程中，铝液快速进入型腔，保 证了零件薄壁部分充满，而T形排气槽结构确保了在铝液快速充型的条件下型腔的排气， 防止铸件夹气；这一工艺提高了产品的外观质量，并消除了铸件内部的气孔。其次，对压铸 零件进行浸渗工艺，进一步提高产品对气密性。本发明的超薄壁无渗漏航空铝合金铸件的生产工艺的专用压铸模具的浇道由双 环形内浇口、压铸入口和分配浇道组成，增加了金属充型的速度。T形排气槽结构增加了型 腔的排气速度，并防止了金属液高速喷出造成的事故。由于采用了 T形排气槽结构，在金属 液被压入铸型时，更快的排气，防止铸件出现气孔并降低了铸件内气体含量，使得铸件可以 进行必要的热处理，而普通压铸件是不允许进行热处理。本发明的超薄壁无渗漏航空铝合金铸件的生产工艺对压铸零件进行浸渗工艺，进 一步提高产品对气密性，并赋予零件的阻燃功能，浸渗处理液由硅酸钠和专用添加剂组成。 通过对铸件进行热水清洗、干燥、浸渗处理和烘烤工序，完成浸渗。利用本发明的生产工艺以及压铸模具所压铸成型的航空铝合金压铸件零件的尺 寸精度和表面质量满足MIL-STD-276A、MIL-A-8625E、MIL-C-83286规范的技术要求，零件 在0. 86Mpa下试漏下，5分钟内无任何泄漏，生产的零件合格率超过90%。
图1是本发明的压铸模具的剖视示意图。图2是本发明的压铸模具的立体分解示意图。
图3是本发明的动模镶块的平面结构示意图。图4是本发明的动模镶块的立体结构示意图。图5是利用本发明的压铸模具所压铸成型的航空铝合金压铸件的立体结构示意 图。图中1为右模，10为定模框，11为定模镶块，112为型腔，12为定模镶体，2为双环 形内浇口，20为第一内浇口，21为第二内浇口，3为铸件，4为压铸入口，5为分配浇道，6为 排气镶块，7为T形排气槽，70为排气室，71为排气通道，8为左模，80为动模框，81为动模 镶块，9为压铸入口镶块，90为铝液浇入口。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述一种超薄壁无渗漏航空铝合金铸件的生产工艺，包括以下步骤a)制造压铸模具，在压铸模具的右模1上加工出双环形内浇口 2、压铸入口 4和分 配浇道5 ；在左模8上加工出T形排气槽7，并把制造好的左模8和右模1装配后安装在挤 压机上；b)浇注，将640-700°C的熔融铝液浇注到位于右模8上的压铸入口内；熔融铝液温 度优选为660°C。c)轻压，挤压机经压缩头推动熔融铝夜，使铝夜通过位于右模1内的分配浇道5分 配后进入双环形内浇口 2，通过双环形内浇口 2快速进入并充满型腔112，比压为50-70MPa， 挤压时间为0. 02-0. 03秒；d)强压，经过步骤3轻压后，挤压机进一步强压铝液，比压为70_100MPa，挤压时间 为4-5秒；在进行步骤b、c、d的同时，铝夜充型时，型腔112内气体通过位于左模8内的T形 排气槽7排出；e)脱模，经挤压凝固后的铸件3，从挤压机上取下，即得到氧气面罩的氧气调节阀 铸件。还包括对所述步骤e得到的氧气面罩的氧气调节阀铸件进行浸渗工艺处理先对铸件进行热水清洗，热水温度50-60°C，热水温度优选为56°C，真空干燥，负 压为-0. 080至-0. llOMPa，优选为为-0. 099MPa，真空环境温度24°C室温，然后把铸件放入 浸渗处理液中，浸渗4-6小时；上述步骤完成后，用压力为0.4-0. 5MPa压缩空气清洗铸件3表面和螺孔上多余的 浸渗处理液；接着进行真空热水固溶对铸件3进行热水清洗，热水温度50_6(TC，热水温度优 选为56°C，负压为-0. 080至-0. llOMPa,优选为为_0. 099MPa,，真空干燥，真空环境温度 24 °C室温，用于清除铸件3上的固体物质；最后，把铸件3放入150_250°C的烘箱烘烤10_25分钟，优选20分钟，完成浸渗处
理工艺；浸渗处理液由硅酸钠、专用添加剂和水组成，硅酸钠、专用添加剂和水的重量比例 为90-110 1-2 800-1500 ；专用添加剂和水的重量比例优选为98 2 1000 ；专用添加剂的组分为硫脲、辛酸铜，所述硫脲的重量份为70-80，辛酸铜的重量份为20-30，硫脲的 重量份优选为75，辛酸铜的重量份优选为25，以硫脲和辛酸铜为100%计。硅酸钠、硫脲、辛 酸铜均可使用市售原料配制。本发明的浸渗工艺，提高产品对气密性，并赋予零件的阻燃功能，通过对铸件进行 热水清洗、干燥、浸渗处理和烘烤工序，完成浸渗。如图1、图2，本发明的超薄壁无渗漏航空铝合金件专用压铸模具，包括右模1、左 模8和压铸入口 4，其特征是所述右模1主要由定模框10和镶嵌在定模框10内的定模镶块 11组成，所述压铸入口 4设置在定模框10上，定模镶块11内设有型腔112，型腔112内设 有定模镶体12 ；所述左模8主要由动模框80和镶嵌在动模框80内的动模镶块81组成，定 模镶块11和动模镶块81相对镶合，动模镶块81上设有连通压铸入口 4的分配浇道5，动模 镶块81上设有连接分配浇道5并与型腔112连通的双环形内浇口 2 ；动模镶块81上设与T 形排气槽7。铸件3在型腔112内形成，铸件3在由定模框10、定模镶块11、定模镶体12和动 模镶块81共同构成的空间内压铸成型。模具可一次压铸成型一个或多个铸件3。实施例和 附图以一次压铸成型两件铸件3的模具结构举例说明。如图3、图4，每个铸件3的压铸成型均通过双环形内浇口 2和T形排气槽7的共 同作用形成。铝液通过分配浇道5平均分配到双环形内浇口 2内，T形排气槽7主要由排气室70和排气通道71组成，排气室70的横截面积大于排 气通道71的横截面积。形成一端大一端狭长的“T”形腔结构。T形排气槽7的排气室70 的容积相对较大，便于在短时间内将排出的气体收容集中，然后再经过排气通道71排出， 根据铸件3的形状，平均分配多个T形排气槽7，有利于将气体均勻完全地导出，大大增加了 排气速度，。定模框10与动模框80之间镶设有排气镶块6，排气镶块6底部设有连通T形排气 槽7的气体汇集室，气体汇集室上部横向设置锯齿形导气槽。定模框10内设有集气室，集气室设置在与排气镶块6相对应的位置。从T形排气 槽7排出的气体首先在气体汇集室内汇集，经锯齿形导气槽作用后收集在集气室内，待分 模后排入大气。动模框80上镶嵌设有与压铸入口 4位置对应的压铸入口镶块9，压铸入口镶块9 上设有连通分配浇道5的铝液浇入口 90。分配浇道5为“Y”形，“Y”形分配浇道5的左右两路分支上分别连通一双环形内 浇口 2。双环形内浇口 2由第一内浇口 20和第二内浇口 21组成，第一内浇口 20和第二内 浇口 21分为别位于定模镶块11的型腔112的两侧；或者双环形内浇口 2末端为“Y”形。 “Y”形的双环形内浇口 2末端连通型腔112，进一步将铝夜平均分流。双环形内浇口 2的第 一内浇口 20和第二内浇口 21对称设置。将铝液平均快速分配进入型腔112中。双环形内 浇口 2、分配浇道5配合压铸入口镶块9共同作用，增加了金属充型速度。图5是利用本发明的压铸模具所压铸成型的航空铝合金压铸件的立体结构示意 图。模具中各部件的形状依照所需零件的形状和尺寸设计。设计压铸模具时，在压铸模的右模1的动模镶块81上加工出双环形内浇口 2、分配浇道5和T形排气槽7，定模框10上加工出压铸入口 4，在压铸模具的左模8的加工出与右 摸1相对应的结构。合模，浇注铝合金，分模，用顶针顶出铸件3。由于采用了由双环形内浇 口 2、压铸入口 4和分配浇道5组成双环形进料的结构，金属液体快速进入模具型腔112，可 制造出非常薄的壁。由于采用了 T形排气槽7结构，在金属液被压入铸型时，更快的排气， 防止铸件3出现气孔并降低了铸件内气体含量，使得铸件3可以进行必要的热处理，而普通 压铸件是不允许进行热处理。
权利要求
一种超薄壁无渗漏航空铝合金铸件的生产工艺，其特征是包括以下步骤a)制造压铸模具，在压铸模具的右模(1)上加工出双环形内浇口(2)、压铸入口(4)和分配浇道(5)；在左模(8)上加工出T形排气槽(7)，并把制造好的左模(8)和右模(1)装配后安装在挤压机上；b)浇注，将640-700℃的熔融铝液浇注到位于右模(8)上的压铸入口(4)内；c)轻压，挤压机经压缩头推动熔融铝夜，使铝夜通过位于右模(1)内的分配浇道(5)分配后进入双环形内浇口(2)，通过双环形内浇口(2)快速进入并充满型腔，比压为50-70MPa，挤压时间为0.02-0.03秒；d)强压，经过步骤3轻压后，挤压机进一步强压铝液，比压为70-100MPa，挤压时间为4-5秒；在进行步骤b、c、d的同时，铝夜充型时，型腔内气体通过位于左模(8)内的T形排气槽(7)排出；e)脱模，经挤压凝固后的铸件(3)，从挤压机上取下，即得到氧气面罩的氧气调节阀铸件。
2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征是还包括对所述步骤e得到的氧气面罩的 氧气调节阀铸件进行浸渗工艺处理先对铸件进行热水清洗，热水温度50-60°C，真空干燥，负压为-0. 080至-0. llOMPa,真 空环境温度24 °C ；然后把铸件放入浸渗处理液中，浸渗4-6小时；上述步骤完成后，用压力为0. 4-0. 5MPa压缩空气清洗铸件表面和螺孔上多余的浸渗 处理液；接着进行真空热水固溶对铸件进行热水清洗，热水温度50-60°C，负压为-0. 080 至-0. llOMPa，真空干燥，真空环境温度24°C，用于清除铸件上的固体物质；最后，把铸件放入150-250°C的烘箱烘烤10-25分钟，完成浸渗处理工艺。
3.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征是所述浸渗处理液由硅酸钠、专用添加剂 和水组成，硅酸钠、专用添加剂和水的重量比例为90-110 1-2 800-1500 ；专用添加剂的组分为硫脲、辛酸铜，所述硫脲的重量份为70-80，辛酸铜的重量份为 20-30，以硫脲和辛酸铜为100%计。
4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征是步骤a中所述T形排气槽(7)主要由排 气室(70)和排气通道(71)组成，排气室(70)的横截面积大于排气通道(71)的横截面积。
5.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征是步骤a中所述分配浇道(5)为“Y”形， “Y”形分配浇道(5)的左右两路分支上分别连通一双环形内浇口(2)。
6.根据权利要求1或5所述的生产工艺，其特征是所述双环形内浇口(2)由第一内浇 口(20)和第二内浇口(21)组成，第一内浇口(20)和第二内浇口(21)分别位于右模⑴ 的定模镶块(11)的型腔(112)的两侧；或者双环形内浇口(2)末端为“Y”形。
7.根据权利要求6所述的生产工艺，其特征是所述双环形内浇口(2)的第一内浇口 (20)和第二内浇口(21)对称设置。
全文摘要
一种超薄壁无渗漏航空铝合金铸件的生产工艺，其特征是包括以下步骤制造压铸模具在压铸模具的右模上加工出双环形内浇口、压铸入口和分配浇道；在左模上加工出T形排气槽、浇注、轻压、强压、脱模，以及浸渗工艺处理。本发明的超薄壁无渗漏航空铝合金件专用压铸模具采用双环形进料结构和T形排气槽结构；双环形进料的结构使得在压铸过程中，铝液快速进入型腔，保证了零件薄壁部分充满，而T形排气槽结构确保了在铝液快速充型的条件下型腔的排气，防止铸件夹气。本发明的浸渗工艺，提高产品对气密性，并赋予零件的阻燃功能，通过对铸件进行热水清洗、干燥、浸渗处理和烘烤工序，完成浸渗。
文档编号B22D17/10GK101804453SQ20101015560
公开日2010年8月18日 申请日期2010年3月30日 优先权日2010年3月30日
发明者顾斌杰 申请人:常州市蓝托金属制品有限公司