大型薄壁铝合金铸件整体热处理工装加工技术 - 无锡市东明冠特种金属制造有限公司

大型薄壁铝合金铸件整体热处理工装加工技术

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铝合金铸件由于密度低、比强度高、耐腐蚀好、易成形、成本低等优点，在航空、航天、交通等领域中广泛应用。大型薄壁整体高性能铝合金精密铸件的应用不仅可以提高装备的整体结构性能和可靠性、减轻结构重量，而且可替代部分铝合金锻件和钣金成形件，实现降低制造成本、缩短制造周期的目的。

我国大型飞机登机舱门即为大型薄壁整体高性能铝合金精密铸件，尺寸1900mm×1000mm，壁厚2.0mm，尺寸公差要求控制在1900mm±1.3mm以内，除配合与装配面外，需无余量整体铸造。由于结构尺寸大、尺寸要求精密，研制难度极大。铸件在热处理时产生很大的应力，使铸件在固溶后发生多处局部变形，翘曲加扭曲，形状不规则，变形量达10mm以上，难以校正。所以大型飞机登机舱门研制的主要关键技术之一是铸件热处理过程中的变形控制。

本文针对大型薄壁整体高性能铝合金精密铸件热处理过程变形控制难点开展研究，研制出大型飞机登机舱门整体热处理工装，有效控制了铸件尺寸。

二、研制方法

由于大型飞机登机舱门结构尺寸大，普通组合热处理工装不能满足要求，只能采用整体热处理工装才能满足尺寸控制要求。

本文先采用整体铸造的方法铸造热处理工装，然后再采用数控精密加工的方法加工出整体精密的热处理工装。再用热处理工装试验热处理变形控制效果。

三、研制结果

1、整体热处理工装设计

根据大型飞机登机舱门的结构以及工装和铸件在热处理过程中线膨胀系数，设计出大型飞机登机舱门整体热处理工装。。

2、整体热处理工装铸造

热处理工装整体铸造是本文的研制难点之一。根据设计图，采用消失模铸造方法铸造热处理工装毛坯，铸造材料为HT200。这样整体铸造的热处理工装变形小，可工装尺寸。

3、整体热处理工装机械加工

将整体热处理工装毛坯退火后进行机械加工。按照大型飞机登机舱门整体热处理工装设计图要求，采用大型数控设备加工，了工装尺寸精度。

4、大型飞机登机舱门热处理工艺试验

将大型飞机登机舱门固定在热处理工装上进行热处理工艺试验。试验结果表明：采用了整体工装热处理较未使用热处理工装处理变形大幅度减少，变形量由原来的10mm左右下降到3mm左右，只需轻微校正即可满足尺寸要求。四、结果分析

整体热处理工装对大型薄壁整体铝合金铸件进行热处理，铸件在530℃～540℃下长时间保温，整体热处理工装刚性好，也可去除铸造应力；工装与铸件收缩基本一致，所以铸件变形小。

结论：采用整体热处理工装对大型薄壁整体高性能铝合金精密铸件热处理，铸件变形量由原来的10mm左右下降到3mm左右，可有效控制铸件尺寸。

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