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1、制造技術(shù)研究航天制造技術(shù)高強(qiáng)度鋁合金ZL205A支座鑄造技術(shù)崔恩強(qiáng)王寶兵肖旅（上海航天精密機(jī)械研究所，上海201600）摘要：對(duì)高強(qiáng)度鋁合金ZL205A的熔煉工藝、熱處理工藝進(jìn)行了研究，并根據(jù)支座的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和質(zhì)量要求，制定了切實(shí)可行的鑄造工藝方案，澆注了支座鑄件。結(jié)果表明，ZL205A高強(qiáng)度鋁合金鑄件性能和質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，且可靠性與鍛件基本相同，從而可代替鍛件應(yīng)用于支座，降低結(jié)構(gòu)件制造成本，縮短制造周期。關(guān)鍵詞：ZL205A鋁合金；鑄造；合金熔煉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鑄造鋁合金鑄造，采用固溶處理加不完全人工時(shí)效熱處理工藝，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為Ⅰ類(lèi)鑄件，需100%支座（圖1）工作狀態(tài)下強(qiáng)度要求較高，選用Ｘ光射線探傷。圖1支座簡(jiǎn)圖ZL205A合金屬于固溶體型合金，當(dāng)合金凝固時(shí)，容易發(fā)展成粗大的樹(shù)枝晶或等軸晶組織，加大鑄件的凝固溫度區(qū)間較寬（超過(guò)了100℃），凝固時(shí)過(guò)冷度小，熱裂傾向和顯微疏松傾向。此外銅原子比重較大，溶作者簡(jiǎn)介：崔恩強(qiáng)（1982-）
5、，工程師，鑄造專業(yè)；研究方向：有色合金材料及鑄造工藝技術(shù)。收稿日期：2012-07-1935制造技術(shù)研究2012年10月第5期質(zhì)原子在融熔狀態(tài)擴(kuò)散能力較差，在鑄造過(guò)程中易產(chǎn)Fe作為合金中的最為有害的元素在熔煉過(guò)程中生宏觀偏析，產(chǎn)生成分嚴(yán)重不均勻，導(dǎo)致鑄件性能不應(yīng)當(dāng)極力控制，為了減少熔煉過(guò)程中的增鐵現(xiàn)象，對(duì)穩(wěn)定。ZL205A合金對(duì)雜質(zhì)元素的控制非常嚴(yán)格，遠(yuǎn)熔煉工具和坩堝（鐵質(zhì)）進(jìn)行兩次表面防護(hù)，第一層高于常用的ZL101、ZL104合金。比如Fe元素，標(biāo)刷HGS-1涂料，第二層刷T-1涂料。準(zhǔn)中規(guī)定ZL205A合金中Fe的含量小于0.15%，而為保證合金中各
6、項(xiàng)元素均勻，避免熔煉過(guò)程中合ZL101、ZL104合金規(guī)定小于0.3%。金元素出現(xiàn)偏析現(xiàn)象，影響鑄件性能，合金的除氣和精煉采用精煉除氣機(jī)同步完成，并能有效減少合金液2工藝難點(diǎn)中的氧化夾雜。鑄造后合金的顯微組織如圖2所示。2.1合金熔煉合金中合金元素種類(lèi)多，各種合金元素含量要求嚴(yán)格，在熔煉過(guò)程中難以控制。合金中雜質(zhì)元素控制要求嚴(yán)格，稍不注意雜質(zhì)元素就可能超標(biāo)，導(dǎo)致性能下降。ZL205A合金中合金元素種類(lèi)多，在熔煉過(guò)程中易出現(xiàn)合金元素偏析現(xiàn)象。2.2鑄造工藝支座的結(jié)構(gòu)采用了T型和U型等截面形狀的框環(huán)，且筋板上有多處尺寸較小的三角減輕孔，以鑄造圖2ZL205A鑄
7、態(tài)微觀組織×200方法保證這些結(jié)構(gòu)鑄造成形有很大困難，同時(shí)ZL205A為鋁銅系列合金，流動(dòng)性能差，熱裂傾向大，ZL205A合金鑄態(tài)組織基體為α-Al，晶界間存在在鑄造的過(guò)程中極易產(chǎn)生熱裂、疏松、夾雜等鑄造缺不連續(xù)的黑色及不連續(xù)的發(fā)亮物質(zhì)為θ相和T相的共陷，更增大了支座鑄造工藝的難度。晶體。共晶相的存在，割裂了基體，因此必須通過(guò)熱2.3合金熱處理處理提高力學(xué)性能。按照GB/T1173—95性能指標(biāo)，抗拉強(qiáng)度≥3.2化學(xué)成分對(duì)比分析440MPa，延伸率≥7%，布氏硬度≥100，熱處理時(shí)的表1為經(jīng)過(guò)多次熔煉試驗(yàn)后測(cè)得的化學(xué)成分與標(biāo)各項(xiàng)工藝參數(shù)須控制嚴(yán)格。準(zhǔn)規(guī)定的
8、化學(xué)成分對(duì)比，通過(guò)成分對(duì)比可以看出合金的化學(xué)成分在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍以
