1、中华人民共和国航空航天工业部航空工业标准铝合金金属型铸造HB/Z 220.2-92 1 主题内容与适用范围本标准规定了铝合金金属型铸造工艺程序和规范、主要工艺材料的技术要求、工艺过程的质量控制和技术安全等。本标准适用于航空铝合金金属型铸件的生产，民品亦可参照采用。按本标准生产的铝合金铸件，其技术要求应符合HB963或HB5480的规定。2 51用标准HB 963 铝合金铮件HB 5372 铸造铝合金镀HB 5446 铸造铝合金热处理HB 5480 高强度铝合金优质铸件HB 6103 铸件尺寸公差HB/Z飞60铸造铝合金熔炼HB/Z 220.1 铝合金砂型铸造3 工艺特点铝合金金属型铸造是铝合金
2、常采用的工艺方法之一，金属型使用寿命较长，般可以浇注几千次甚至几万次，生产效率较高，铸件结晶组织致密，力学性能较高，切削加工余量少，适宜铝铸件的批量生产。但金属型(金属芯本身无透气性和退让性，散一般不适宜热裂倾向大的含金和形状复杂、壁厚相差悬殊的铸件生产。铝合金金属型铸造的尺寸精度可达HB6103规定的CT6-8级，表面粗糙度Ra二泣如mo4 工艺程序铝合金金属型铸造的主要工艺程序如下:航堕航天工业部1992一10-04发布1992-11-01实施31 |砂芯准备卜|合金熔炼5 主要工艺材料技术要求HB/Z 220. 2-92 |热处理|检验|斗金属型伽准备除有特殊要求外，砂芯涉及的工艺材料接
3、HB/z220. 1要求，金属型的主要工艺材料要求见表l。表1!字号材料名称技术标准技术要求用途氧化特GB 1280 配制型面涂料2 二氧化铁GB 1706 TiOz注90%密度:1.40-. 56 铸造用Si02: 25. 70% 29. 20% 粘结剂3 ZB J31 003 水玻璃Na20: 10. 20%12. 80% M;2.22.9 4 石墨粉经O.1O. 2mm筛孔过筛需润滑部位涂料固定碳关50%32 HB/ Z 220.2-92 续表i序号材料名称技术标准技术要求用途石棉粉JC9 、二级品需保温部位涂料5 经0.5mm筛孔过筛JCIO 6 石悔板JC 11 一、二等品贻胃口碳酸
4、钙11型2一、二级7 GB 4794 CaCOa97% 型面涂料(量粉水分运0.40%8 机械汕GB 443 润滑6 舍金熔炼6. 1 合金的配制与熔炼按HB/Z160进行。6. 2 金属型烧注所需时间较长，当精炼后的浇注时间超过4h或炉前气体检测超标时应重新进行精炼处理。6. 3 .含硅情大卡6%的铝硅系合金的厚大铸件因冷却慢导致铸件性能不良时，可按HB/Z160进行变质处理。7 金属型准备7. 1 .清理新制或汕封的金属型应先启封除油，并于200-3000C烘烤，除净残留泊迹，对型腔、芯块等表面锈迹、H:I涂料、粘铝等应清除干净，清理后的气槽、气塞应保悴畅-通。7.2 涂料金属型涂料的配比
5、及用途按表2选用。也可采用熟化涂料。表2编号成份配比.wt%用途-.-氧化拌68 碳酸何5-7 JJ 工氧化饮3-1 要求光洁的型腔:_作面水坡璃56 热水余f击-33 HB/ Z 220.2-92 续表2编号成份配比.wt%用途氧化铸9-11 Jz 水玻璃_._.6 中、小铸件厚壁型腔工作画热水余量氧化钵5-7 二氧化铁1113 1:l 石棉粉11-13 薄壁铸件型腔工作面水玻璃9-11 热水余量碳酸钙8.-.10 石棉粉12-. 14 浇胃口系统及浇口杯等处。J 水玻璃7-9 热水余量右，唱粉5 摩擦或需润滑部位J 机械油85 jLI除J;涂料外.其余潦料有效情旧时间-般不跑过24h.7.
6、3 涂料使用原则7.3. 1 金属型型脏、金属芯及浇冒口部位均应喷刷涂料，型腔及金属在;应使用保证铸件光泊的型面涂料，说冒n部分应使用保温楼料。7.3.2 铸件愤厚愈厚涂料相应减蝶，反之铸件薄噎处宜费涂较厚涂料;胃口至需补缩部位的涂料厚度亦应逐渐减薄，以使曹口充分发挥补缩作用。7.3.3卅型网难及易拉伤的那位商喷刷润滑性好的石墨涂料。7.3.4 i-尧注途中视需要及时补啧涂料。混注完毕的金属型下次挠注前必须除净旧涂料再进行预热和啧涂涂料。7.3.5 变质的涂料不应使用。7.4 涂料配制方法7. 4. 1 将水玻璃溶解于60:以上的热水中，搅拌均匀。7. 4.2 将件种tt比例秤好的原料混合均匀
7、.然后倒入水玻璃榕械中搅拌均匀。7. 4. 3 配制好的型腔工作面涂料使用前应经O.I.0.3mm筛孔过滤。7.5 涂料喷涂方法7.5. 1 树-清理干净的金属型(心)技表3加热保温。3 HB/ Z 220.2-92 表3金属型外廓尺寸，mm模具预热混度，保温时间，h300X 400X600 300-350 3,._, 5 7.5.2 先喷涂浇旨1日系统部位.然后喷涂相院工作面。7. 5. 3 涂料厚，度可按表4控制。位一度部一厚料一料涂一涂浇曾系统表4厚壁都位自1m1. 5-3 薄壁部位型芯部位O. 05,-., 0. 3 O. 1- 0. 5- 0.1.0. 3 7. 5. 4 时口及其他
8、需缓慢怜却的部位，!lf采用2mm东右的石棉板粘贴g即将水浸透的石棉版涂上水玻璃，然后贴紧于预热至100C左右的所需部位，最后喷一层涂料经烘婚后即可。7. 5.5 金属唰涂料后的加热闹度、保i目时间及预热方法口I按友5要求。表5金属础外!码:尺、l烘烤调度，oc保温时间m汀1电阻炉燃气炉电加热器h 之200X OO X 400 200-4DO 250.-._, 400 1-2 200X 300X 400-300X 400X 600 250400 250-.400 2-3 300X -100 X 600 250350 4- 6 8 型芯准备铝合食命属制铸造常采用金属芯、砂芯及树脂砂芯等。8. 1
9、 金属芯-般用于内院形状简单、取芯方使、合金热裂倾向小的铸件，形成的内腔尺寸精度高，合企组织敛衔，生产效率高。金属芯装配使用前均需弓金属细一样清理、预热及涂料。8. 2 以油类为粘结剂的砂芯.适用于内腔形状复杂、收缩写在大的铸件，它呵以组合成复杂的牺芯组，时愤散恍如fd旦发气愤较大及尺寸精度稳定性差。8. 3 树脂砂芯除具有泊砂芯的特点外，它of以使形状复杂的铸件内跤精度更高，且稳定性好8. 4 砂芯及树H旨在l、芯的回cfulJ按HB/Z220. 1 :_韭行p35 HB/z 220.2-92 9 浇注9. 1 浇注前的准备9. 1. 1 浇注t具的准备接HB/Z160熔炼工具的准备进行。9
10、. ,. 2 愧?主机床应运转正常。9. .3 将金属型安装于白注机床上进行开合型调试，并检查型芯、顶杆、活动块、通气塞是否齐全、协调.9. 1. 4 使用的砂芯、树脂砂芯表面应干燥，无浮砂、披缝及裂纹，通气孔畅通，冷铁位置正确，涂料均匀，复杂的砂芯组必须校验合格。9. ,. 5 必要时用样板检查镶嵌件在型腔中的位置是否正确。9. .6 镶嵌使用前必须清理干净，一般预热至300-400t:，保温不少于30min。9. ,. 7 金属片过滤网使用前应除锈、涂料并预热，非金属过滤网及泡沫陶瓷网使用前应干燥、吹净，保证畅通。9.2 浇洁工艺9.2. 1 结构形状复杂的薄壁铸件，烧注温度应偏高;形状简
11、单的厚壁而重量大的铸件宜采用偏低的混注温度。9.2.2 采用顶注浇注系统时，烧注温度可偏低，而底注时则应偏高，以保证冒口的补缩作用.9. 2.3 金属型预热温度的高低亦可调节挠注温度偏高或偏低，一般情况下，应适当提高金属型的预热温度，而避免提高金属液烧注温度。9.2.4 因铸件结构特点需要缓慢浇注时，则应适当提高金属液浇注温度。9.2.5 常用铸造铝合金的浇注温度可按表6范围选用。表6混合金代号注温度，。C平均壁厚10mmZL 101 725-745 700-720 690,700 ZL 104 725745 700- 720 690-700 ZLI05 725-745 700,.,730 6
12、90-710 ZL20l 730伊750710-730 700-720 ZL203 730,-,750 710-730 700-720 ZL205A 730,._.750 710.730 700-720 ZL301 710.730 700-720 680-700 ZL401 740-760 720,., 750 700-740 9.2.6 正常说注采用水平烧注法，即浇注时浇注机床不倾斜。沈注要求平稳，液流连续不中断，用尽量使金属液浩说道壁流入型腔，防止金属液产生涡流和冲击铸型。采取先慢后快的浇庄方式，既可排除型腔巾的气体和防止空气从浇口卷入。36 HB/Z 220. 2-92 9.2. 7 对
13、于高度较高、平面较大及砂芯较多的复杂铸件，常采用倾斜浇注F即开始浇注时将固定金属型的机床倾斜一个角度(一般为450C)然后随着浇注过.程而逐渐放平，可避免金属液产生紊流，防止铸件夹渣。9.2.8 用带混口塞的浇口杯浇注时，必须待注满烧口杯的三分之二以上时，方可拔出浇口塞。9.2.9 必要时，可先浇注1-3件作为均衡模温用。9.2.10 每次浇完一个铸件后，烧包中的剩余金属液不得倒回甜锅内，应倒入经涂料预热的赞模中。9. 2. 11 确认胃口基本凝固后一般先抽芯后开型，对一些形状复杂易产生变形和裂纹的铸件尤需特别控制开型时间。9.2. 12 每炉按工艺需要，在浇注过程中浇注化学分析及力学性能试样
14、，试样金属模具的准备与金属型的准备要求相同。9.2. 13 柑捐中占炉料总量十分之一的剩余底料不允许浇注铸件。9.2.14 按要求在铸件指定部位注上炉号印记。10 清理1 Q. 1 机械震动清理一般可用电及压缩空气作为动力源，配以震动落砂机或风铺等设备及工具对金属型铸件进行清理。10.2 水爆清彤、对于较复杂的内腔砂芯也可按专用说明书进行水力或水爆清砂1 Q. :3 细孔清理检查对于弯曲、拐角、细薄部位的砂芯应采用微型灯泡、反光镜等工具进行检查，确认是否清理干净。1 Q. 4 手工清理采用手工清理时，应敲击铸件的浇胃口系统部位，防止铸件变形。10.5 切割浇冒口用带锯切害。浇胃口是清理铝铸件常
15、用的方法，应选用稳定的夹持面作为带锯的进锯基准面.以保证切割质量和操作安全。10.6 车、铁浇冒口不便于带锯切割的铸件，可根据工艺要求.选择草、镜等机械加工方法切割。10. 7 请刺、锥修用风动工具、铿刀、辈子及专用或通风机床按工艺的技术要求将铸件内外表面的毛刺、非加工而t的浇胃口残留量、披缝、焊想等清除。1 Q. 8 喷砂铝铸件喷砂可去除表面沾巧并暴露铸件表面缺陷，常用的压缩空气压力为O.3O. 5MPa，喷咀直径为515mm，砂粒可用粒度为20/4050/100目的石英砂。37 HB/Z 220.2-92 11 热处理铸件热处理按HB5446进行。12 检验铸件检验分别按HB963、llB
16、5480或专用技术文件进行。13 质量控制j13.1 模具准备13. ,. 1 每浇完一工作班次，旧涂料必须彻底清理干净，特别是通气槽及通气塞必须保证畅通。13.1.2 涂料的厚薄控制必须有利于实现铸件的顺序凝固或同时凝固。13. ,. 3 必要时，可采用适当提高模具预热温度而尽量避免提高合金浇连温度。13.2 合金的熔炼与浇注13.2.1 含金键按HB5372订货及验收.进厂材料必须有质量合格证。含强化元素多的高强度含金应采用含金键重熔，但合金链必须有化学成分分靳结果。13. 2. 2 精炼与变质是决定铝合金熔炼质量的关键，潮温季节相地区尤需重视13.2.3 合型浇注前应仔细检查砂芯位置E确
17、与芹，吹净型腔内的余砂。13.2.4 严格控制含金熔炼植度与烧注温度，在保证含金充分熔化、成分均匀的情况下.一般含金的最高熔炼温度不宜超过7600C，在保证铸件成形质量的前提下，应采用较低的挠汪榻度。13.2. 5 尽量缩短合金精炼或变质后宅烧证完毕的时间。13.2.6 注意首件的质量检查。13.2. 7 严防炉前混料。14 技术安全14. 1 金属型及挠注工具涂料处应备抽风装置。14.2 采用强碱溶液清洗说注工具时，应有专门安全措施或操作规范。l4.3 熔化增塌使用前严格检查有无渗漏，使用过程中发现异常应立即更换。14.4 不允许提拄中途往增揭内加料。14.5 浇注场地应保持干燥。, 4.6 未经清理、涂料及预热的金属型、烧注工具和链模，禁止出注合金瓶。14.7 采用电加热和农冷的金属型，使用前应检查有无漏电、漏水n14.8 金属增捐外壁的氧化皮应经常清理.以免与加热元件接触发生触电事故。14.9 严格遵守工艺纪律和操作规程。14.10 操作时应穿戴好防护用品。38 HB/Z 220.2-92 附加说明:本标准由航空航天工业部材料、热工艺标在化技术归口单位提出并归口.本标准由航空航天工业部五一一厂、南方机械动力公司、三五五厂、六二一所起草。本标准主要起草人z熊仪、朱正群、黄星亮、袁成祺。39
