大型环类铝合金铸件结构与工艺设计

以大型环类铝合金铸件为研究对象,通过铸件结构优化设计、合金体系选择与凝固收缩率参数优化,结合FDM/FEM数值仿真工艺,优化完成了环类铸件浇注系统的优化设计;采用分级熔炼与精炼除气工艺,氧化夹渣密度由(12～15)个/cm2降至(2～3)个/cm2,平均直径由2.6 mm减至0.4 mm;选用复合晶粒细化剂后晶粒尺寸由176 μm降至68 μm,合金的抗拉强度提高8％～10％,伸长率增加约60％;基于多级固溶时效热处理ZL114A合金的抗拉强度、屈服强度与伸长率分别达到了350 MPa、310 MPa与8.Z％,ZL205A合金对应力学性能分别为520MPa、460MPa与7.4％,断口均为典型韧窝断裂.经深冷处理后,环类铸件内部残余应力峰值可由140～250 MPa降至50～105MPa,高向与径向加工精度可提高约180％,合金T6态抗拉强度提高约20～30 MPa,伸长率提升2％～3.5％.