谢懿 邵军 杨扑松

摘要：差压铸造ZL201A合金底座铸件探伤时，发现部分铸件上平板面存在缩孔型Cu、Ti偏析。由于薄厚交替处最后凝固，补缩困难，Cu含量较高；Cu全部富集在缩孔处。通过工艺优化，合理设计浇注系统和使用冷铁，严格控制合金中Cu含量，可防止此类缺陷的产生。

主题词：ZL201A合金；缩孔；Cu偏析；形成机理

1 引言

ZL201A合金是Al-Cu-Mn系高强优质铸造铝合金，该合金在室温和高温下的力学性能较高，塑性及冲击韧度较好，焊接性能和切削加工性能优异，在航空、航天及重要受力结构件中有着广泛的使用[1]。但由于该合金的结晶范围较宽，收缩大，易产生缩孔、疏松和偏析等铸造缺陷。本文以底座铸件为研究对象，通过改进浇注系统、改变浇注温度和增加冷铁等方式，改变该铸件的凝固方式，探讨分析了偏析缺陷的形成机理和防止措施。

2 底座铸件原工艺方案

2.1 底座铸件结构

底座属于“帽状”壳体类铸件，大概轮廓尺寸Φ396mm×Φ210mm×147mm，铸件结构如图1所示。铸件材质为ZL201A，执行GB/T1173-2013，化学成分要求见表1，力学性能要求见表2。

2.2 原工艺方案

造型采用三箱造型，粘土砂实样成型，大圆盘朝下，内浇口放置于中下箱中，由竖直筒体外圆周面切向进入，在铸件上部的小圆盘顶部加一圆锥形冒口。浇注方式为压差浇注。

2.3 缺陷表现及分析

底座铸件探伤时，发现铸件上部的小圆盘面上存在铸造缩孔型偏析，呈弥散分布.经分析为小圆盘与竖直筒体壁形成局部热节，最后凝固，造成此处在凝固时得不到液体补偿，同时在平面上放置了冷铁，导致小圆盘的Cu元素在成分过冷的影响下全部存在于热节内，填补了缩孔。……