大型薄壁耐壓鋁合金殼體特種鑄造技術(編輯修改稿)
2024-12-10 20:58 本頁面
【文章內容簡介】 鋁合金殼體，對充型壓力有很高的要求，如果壓力過大，充型速度太快，殼體鑄件型腔內氣體排除不及時，會在鑄件上部造成渦氣，形成氣旋；壓力過小，充型速度太慢，鋁液尚沒充滿型腔，便凝固了，造成鑄件澆不足的缺陷，于是我 公司 改變了低壓鑄造機一次給壓的結構，增加了補充壓力閥，并根據不同的鑄件形狀和特點，來控制加壓的速度和壓力，使同一鑄 件在整個凝固過程中，一直在同一壓力下凝固成型， 提高 了成型后的鋁合金鑄件內部組織的致密度。二是對鋁液的質量的控制。鋁液的純凈度是鋁合金鑄件質量的關鍵。鋁在空氣環(huán)境中熔化，極易吸入空氣中的潮氣，使鋁液中含氣體，這些氣體在鑄件凝固時析出，在鑄件中形成類似針孔大小的氣孔；又由于鋁是酸、堿兩性元素，在與空氣接觸過程中，極易氧化，生成三氧化二鋁，形成氧化皮，懸浮在鋁液中，凝固在鋁合金鑄件中造成氧化夾渣。為了解決上述問題，我們精心研制的精煉劑，克服比重、浮力等因素，通過精煉劑的顆粒在鋁液中上浮，將鋁液中的氣體攜帶上來，我們又研制了清渣劑，通過清渣劑對渣鋁進行分離，清除鋁 液中的氧化夾渣物，這樣，就削除了鋁合金鑄件中的氧化夾渣物，降低了針孔度，提高了鑄件的抗拉強度和氣密性。三是對鑄件機加工精度的控制。由于“神舟號”飛船的發(fā)射系統(tǒng)及運載火箭對鋁合金鑄件的高精度要求，即使采用現(xiàn)在最先進的數控加工機床來加工，也無法保證其精度要求，為了解決這一難題，我 公司 在數控加工的基礎上，在加工工序上做了創(chuàng)新的工藝措施，確保了加工尺寸高精度的要求。 項目的成熟度分析 本公司通過對低壓鑄造機的改造和鑄造工藝的改進，已經解決了大型薄壁鋁合金殼體鑄件的成型問題；對鋁液的凈化及熱處理，解決了內部質量問 題；對機加工工藝的改進，滿足了軍工產品對鋁合金鑄件加工的高、精、尖要求。該項技術的工藝規(guī)程，技術指標、技術參數、操作程序等都已基本定型。 本公司研發(fā)的“大型薄壁耐壓鋁合金殼體特種鑄造技術” 2020 年列入營口市科技攻關計劃， 2020 年通過省科技廳組織的科技成果鑒定，專家鑒定意見為，通過自主創(chuàng)新，將低壓鑄造技術成功地應用在大型薄壁耐壓鋁合金殼體鑄造，技術 國內領先，利用該技術生產的產品質量 達到國際同 類產品的先進水平 。 該項成果 2020 年獲得營口市科技進步一等獎。 本公司生產的大型薄壁耐壓鋁合金殼體鑄件，被國內 平高電 氣、平高東芝、山東魯能 AE 帕瓦、上海西門子等知名企業(yè)作為“合格供方”，大批量使用，替代了進口產品，深受廣大用戶的好評。本公司還被中國航天科技集團指定為“合格分承制方” ，由本公司為神州飛船及火箭發(fā)射裝置配套高性能鋁合金部件。 日本、德國等重點電氣設備制造企業(yè)已向我公司提出大量的供貨要求。 目前本公司已形成年產 1000 噸的規(guī)模生產能力，國內市場占有率 近 5%。由于本公司技術先進，產品質量好，目前市場供不應求。 產品主要技術性能指標 （ 1）鑄件尺寸指標（按圖紙要求 ） 最大外廓尺寸 1600 1600mm，最大高度 1810mm，最大直徑 1600mm，最大單體重量 500Kg。 （ 2）鋁合金鑄件化學元素指標 ZL101： 主元素： %、 %、余量 Al 雜 質： Fe﹤ %、 Cu﹤ %、 Zn﹤ %、 Mn﹤ %、 Ti+Zr﹤ %、 Be﹤ %、 Sn﹤ %、 Ph﹤ %、 雜質總和﹤ % ZL101A：主元素： %、 %、 %、余量 Al 雜 質： Fe﹤ %、 Cu﹤ %、 Zn﹤ %、 Mn﹤ %、 Zr﹤ %、Sn﹤ %、 Ph﹤ %、雜質總和﹤ % （ 3）鋁合金鑄件物理性能指標 ZL101:T6 處理，抗拉強度 225MPa、伸長率 1%、布氏硬度 70 ZL101A:T6 處理，抗拉強度 275MPa、伸長率 2%、布氏硬度 80 （ 4）鋁合金鑄件氣密性檢驗指標 水壓試驗 (20℃表壓 ) SF6 氣密測試 (20℃表壓 ) 破壞性試驗 (20℃表壓 ) 知識產權情況 公司長期以來，與 清華 大學進行技術合作，保持良好的合作關系， 在技術開發(fā)方面得到 清華 大學的支持。 本項技術由本公司自主研發(fā)，已申報國家專利 （專利名稱《低壓鑄造機開合鑄型機構》，專利申請?zhí)?） ，具有自主知識產權。 四、項目產品市場分析 高強度大型薄壁鋁合金殼體主要用于輸變電設備 110 千伏、 220 千伏、 550千伏、 750 千伏超高壓 SF6 斷路器上，是該設備上的關鍵配件。要求該殼體耐高壓、不滲漏，確保 SF6 斷路器 20 年不大修、 30 年不滲漏的優(yōu)質特點。 由于電力工業(yè)在 以每年 30%以上的速度 突飛猛進的發(fā)展，為電 力 設備配套的斷路器 等大型鋁合金殼體鑄件 相應的增加，全國大型生產高壓斷路器的企業(yè)至少有十幾個，平均每年需要鋁合金鑄件 20 多萬噸，特別是大型薄壁鋁合金殼 體鑄件，更是各企業(yè)急需的產品。 近年來 ，隨著航天 、航空等軍工企業(yè) 和交通、化工等 領域 的快速發(fā)展 ，由于鋁合金鑄件具有比重輕，塑性高，有良好的導電性和導熱性，抗腐蝕性能力強的特點， 需求量在逐年增加， 應用 范圍逐年擴大 。 、未來市場預測 目前全國大型生產高壓斷路器的企業(yè)至少有十幾個，平均每 年需要鋁合金鑄件 20 多萬噸，特別是大型薄壁鋁合金殼 體鑄件，更是市場
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