民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法与流程

本发明涉及航空精密轮毂模锻件制造技术领域，尤其涉及一种民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法。

背景技术：

大型飞机上具有一个典型规格锻件，为高强2014铝合金航空精密轮毂模锻件中的最大模锻件：半轮(舱内侧)模锻件。该半轮(舱内侧)模锻件为精密模锻件，为圆盘类模锻件，零件最大外轮毂尺寸φ593.3×309.1mmmm，模锻件最大外轮廓尺寸为φ616.5×314.2mm。

半轮舱内侧零件如图1和图2所示，图1为本发明实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的第一侧视结构示意图；图2为本发明实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的第二侧视结构示意图，是一个比较复杂的大型铝合金锻件，该锻件的最大外形尺寸为φ600mm×310mm，筒形最大深度为240mm，筒壁最小处仅为7.6mm，筒壁最厚处为16mm，是一个典型的深筒薄壁件，其基本体为筒体12，筒体12的上部具有环形的外延部11，外延部11的上方具有内凹部，内凹部与筒体12的内壁交接处具有呈环形排列的9个凸耳14，筒体12的底部具有呈环形的9个椭圆形凹坑13，具体的，该零件在筒形底部较薄，同时存在9个均匀分布的椭圆形凹坑13，形状复杂；对应在零件上侧存在9个凸耳14，该凸耳14高度较高、壁厚薄、斜度小，竖直方向投影面积较小，属于较难成型及易出现缺陷部分。

半轮(舱内侧)模锻件本身为精密模锻件，为圆盘类模锻件，型腔深、壁薄、高筋、圆角小、内腔和底部的凸台多、型腔较复杂。半轮(舱内侧)模锻件为有大量非加工面、机加工余量小，表面质量要求高，尺寸精度要求极高；模锻件型腔深，筋高且薄，精密模锻成型难；2014合金容易产生粗晶，组织性能均匀性控制难；轮毂安全性能要求高，综合性能要求极高。因此，轮毂模锻件最大的难点为尺寸控制难度大、组织性能均匀性控制难度大。

因此，如何提供一种民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法，以提高产品质量，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法，以提高产品质量。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法，炉料的加入顺序依次为部分铝锭、al-si、al-mn、cu、剩余铝锭，然后熔化后依次加入al-zr、al-ti、mg锭。

优选的，铝锭为不低于99.90％精度的铝锭。

优选的，上述的民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法还包括在熔化后，将温度升高至750-850℃再加入al-zr。

优选的，述的民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法为将温度升高至800℃。

优选的，上述的民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法，加入al-zr后进行搅拌。

优选的，cu的加入为加入铜板。

优选的，上述的民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法还包括加入细化剂。

优选的，上述的民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法在熔化后加入细化剂al-ti中间合金。

优选的，在铸造过程中，在铸造设备的流槽中加入细化剂al-ti-b丝。

本发明提供的民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法，炉料的加入顺序依次为部分铝锭、al-si、al-mn、cu、剩余铝锭，然后熔化后依次加入al-zr、al-ti、mg锭。

本发明提供的民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法，优化炉料加入顺序，按照从小到大方式加入，优化al-si、al-mn、al-zr中间合金不同加入顺序，减少烧损，创新cu、mg纯金属加入方式，提高元素配比精准度。从而提高了产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的第一侧视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的第二侧视结构示意图。

上图1-2中：

外延部11、筒体12、椭圆形凹坑13、凸耳14。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1至图2，图1为本发明实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的第一侧视结构示意图；图2为本发明实施例提供的2014铝合金航空精密轮毂模锻件的第二侧视结构示意图。

本发明实施例提供的民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法，炉料的加入顺序依次为部分铝锭、al-si、al-mn、cu、剩余铝锭，然后熔化后依次加入al-zr、al-ti、mg锭。

本发明实施例提供的民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法，优化炉料加入顺序，按照从小到大方式加入，优化al-si、al-mn、al-zr中间合金不同加入顺序，减少烧损，创新cu、mg纯金属加入方式，提高元素配比精准度。从而提高了产品质量。

本发明实施例提供的民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法制得的2014铝合金航空精密轮毂模锻件，其一种成分为：

包含0.65％-0.75％si，fe≤0.10％，4.00％-4.40％cu，0.70％-0.90％mn，0.45％-0.55％mg，0.04％-0.07％cr，zn≤0.20％，ti≤0.15％。其性能较好，无论是模锻平行晶粒方向以及垂直晶粒方向的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率，还是自由锻的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率，或者轧环切向以及轴向的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率，均高于现有技术中的ams4133e标准，并且疲劳寿命测试的成绩优异。

具体的，si为0.70％。fe为0.08％。cu为4.10％。mn为0.80％。mg为0.50％。cr为0.06％。zn为0.04％。ti为0.02％。

或者，si为0.72％，fe为0.08％，cu为4.16％，mn为0.80％，mg为0.54％，cr为0.06％，zn为0.04％，ti为0.03％。

本发明实施例提供的民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法制得的2014铝合金航空精密轮毂模锻件，其另一种成分为：

包含0.65％-0.75％si，fe≤0.10％，4.00％-4.40％cu，0.60％-0.80％mn，0.45％-0.55％mg，cr≤0.10％，zn≤0.25％，0.09％-0.11％zr，ti≤0.15％。其性能较好，无论是模锻平行晶粒方向以及垂直晶粒方向的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率，还是自由锻的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率，或者轧环切向以及轴向的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率，均高于现有技术中的ams4133e标准，并且疲劳寿命测试的成绩优异。

具体的，si为0.70％。fe为0.09％。cu为4.20％。mn为0.70％。mg为0.50％。cr为0.01％。ti为0.02％。zr为0.10％。zn为0.14％。

或者，si为0.73％，fe为0.09％，cu为4.4％，mn为0.73％，mg为0.52％，cr为0.01％，zn为0.14％，zr为0.10％，ti为0.03％。

具体的，铝锭为不低于99.90％精度的铝锭。

具体的，上述的民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法还包括在熔化后，将温度升高至750-850℃再加入al-zr。

具体的，上述的民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法为将温度升高至800℃。

具体的，上述的民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法，加入al-zr后进行搅拌。cu的加入为加入铜板。

具体的，上述的民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法还包括加入细化剂。

具体的，上述的民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法在熔化后加入细化剂al-ti中间合金。

具体的，在铸造过程中，在铸造设备的流槽中加入细化剂al-ti-b丝。

本发明实施例提供的民机起落架轮毂用高强2014铝合金铸锭铸造方法：

1、加入顺序：部分铝锭—al-si—al-mn—cu板—剩余铝锭——熔化——al-zr—al-ti—mg锭；

2、分不同时间段不同温度加入不同合金，实现小到大加入；

3、从以往的打包一次加入变为分批次加入，将al-si、al-mn加入炉料中间，一是减少其烧损，二是提高合金均匀性，减少偏聚，避免出现元素聚集，在炉料熔化完全后，温度升高至800℃加入al-zr，然后充分搅拌，充分利用zr元素细化晶粒作用的同时还能均匀化合金元素；

4、cu元素采用纯度较高的铜板，随炉料均匀加入，较al-cu能有效减少其烧损。众所共知mg元素极易烧损，加入mg时在取样之前采用铁框加入，在炉料中间进行熔化，最大限度减少mg元素烧损，同时减少其在炉内停留时间，从而提高配比精准度；

5、细化剂分两个时间段加入，一次在熔化后加入al-ti中间合金，预防过烧导致晶粒粗大，第二次在铸造过程中在流槽加入一定量的al-ti-b丝，结合炉内本身ti元素，进一步起到在线细化作用，提高细化效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。