2024年9月7日发(作者：庚榆)
铸
・
造
Ｏｃｔ．２０１３
ＶＯ１．６２ ＮＯ．１０
１０２４・
ＦＯＵＮＤＲＹ
ＺＬ２０５Ａ合金环段铸件的冶金质量改进
刘一军，李 洋，刘洪汇
（哈尔滨东安汽车动力股份有限公司，黑龙江哈尔滨１５００６６）
摘要：环段铸件是某型飞机上的重要铸件，采，￣ＺＬ２０５Ａ合金砂型重力铸造，冶金质量要求高，要通过严格的ｘ光、
荧光检测。文中针对生产过程中产生的铸造缺陷进行分析，对熔化工艺、铸件结构、浇注系统等进行了改进，使产
品质量大大提高，保证了产品的交付。
关键词：ＺＬ２０５Ａ合金；环段铸件；成分偏析；铸件变形；疏松
中图分类号：ＴＧ２９２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—４９７７（２０１３）１０—１０２４—０２
Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ＺＬ２０５Ａ Ａｌｌｏｙ Ｒｉｎｇ Ｃａｓｔｉｎｇ
ＬＩＵ Ｙｉ－ｊｕｎ，ＬＩ Ｙａｎｇ，Ｌ１Ｕ Ｈｏｎｇ—ｈｕｉ
（Ｈａｒｂｉｎ Ｄｏｎｇａｎ Ａｕｔｏ Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈａｒｂｉｎ １ ５００６６，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｉｎｇ ｃａｓｔｉｎｇ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｃａｓｔｉｎｇ ｏｎ ａ ｔｙｐｅ ｏｆａｉｒｃｒａｆｔ，ｕｓｉｎｇ ＺＬ２０５Ａ ａｌｌｏｙ ａｎｄ ｓａｎｄ ｍｏｌｄ ｇｒａｖｉｔｙ
ｃａｓｔｉｎｇ．Ｉｔ ｒｅｑｕｉｒｅｓ ｈｉｇｈ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｐａｓｓ ｔｈｅ ｓｔｒｉｃｔ Ｘ－ｒａｙ ａｎｄ ｐｅｎｅｔｒａｎｔ ｔｅｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅ ｄｅｆｅｃｔｓ ｏｆ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｑｕａｌｉｙ ｏｆ ｔｃａｓｔｉｎｇ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｌｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，
ｃａｓｔｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｏｕｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｗａｓ ｅｎｓｕｒｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＺＬ２０５Ａ ａｌｌｏｙ；ｒｉｎｇ ｃａｓｔｉｎｇ；ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ；ｃａｓｔｉｎｇ ｄｉｓｔｏｒｔｉｎｇ；ｐｏｒｏｓｉｙ ｔ
ＺＬ２０５Ａ合金是一种高强度的铝铜系合金，具有良
好的使用性能，但合金的铸造性能差，尤其是飞机铸
件冶金质量要求高，更增加了铸造工艺难度。在此铸
件的研制过程中，首先要面临的问题是成分偏析，这
是由合金的性质决定的，合金中铜含量太高，而铜的
密度比铝的密度高许多，在铸造过程中不可避免地造
成铜偏析，所以实际生产中必须有合适的熔化浇注工
艺，通过控制熔化操作来克服铸件成分偏析。其次，
由该铸件的结构决定，铸件容易变形，这也是实际生
产中必须解决的问题，在生产中通过强化热处理操作
的细节和局部改进铸件结构，如增加加强筋等，克服
变形问题。最后，ＺＬ２０５Ａ合金的疏松倾向严重，而该
镁
０．Ｏ５
表２杂质成分（≤）
Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ（≤）
镍
０．Ｏ５
锌
０．０５
铁
０．１５
硅
０．０６
单个
０．０５
总量
０．１０
的特点：
（１）含铜量高，属于典型的铝铜类合金；
（２）合金的主要成分及杂质元素限制严格。
如果合金配制、熔化处理不当极易造成合金化学
成分不合格，由于含铜量高，铜和铝的比重差别太大，
精炼处理不当易造成偏析。
在生产过程中出现多批化学成分不合格现象，主
要原因是铜偏析，表３是某批铸件的化学成分数据。
表３某批铸件的主要成分
Ｔａｂｌｅ ３ Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｏｍｅ ｃａｓｔｉｎｇｓ
件的冶金质量要求较高，在生产中铸件的疏松缺陷也
必须考虑。
铜 锰 钛 锆 镉 硼 钒
１化学成分偏析
该合金属于铝铜类合金，表１是主要成分，表２是
杂质成分。
表１主要成分
Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｗ：／ｏ
由于铜和铝的密度差别太大，而且铝液中铜的含
量高，造成铝液上部铜含量较低而底部含量高。对此，
我们查阅了有关资料制定措施，把铝液精炼后升温到
７６０℃，缓慢搅拌５ ｍｉｎ，然后把坩埚吊出保温炉，迅
速降温至浇注温度。迅速降温的目的是防止铝液时间
过长重新产生偏析，实践证明这种办法是有效的，在
铜 锰 钛 锆 镉 硼 钒 铝
４．６～５．３ ０．３～０．５ ０．１ ５－０．３５ ０．０５—０．２０ ０．１ ５￣０．２５ Ｏ．００５～０．０６ ０．０５～０．３０余量
由表１和表２中可以看出ＺＬ２０５Ａ合金的成分有下面
收稿日期：２０１３－０６—１４收到初稿，２０１３—０７—１６收到修订稿。
以后生产的多炉批次中没有出现铜偏析现象。
作者简介：刘一军（１９７１一），男，高级工程师，硕士，主要研究镁、铝合金铸造工艺。电话
2024年9月7日发(作者：庚榆)
铸
・
造
Ｏｃｔ．２０１３
ＶＯ１．６２ ＮＯ．１０
１０２４・
ＦＯＵＮＤＲＹ
ＺＬ２０５Ａ合金环段铸件的冶金质量改进
刘一军，李 洋，刘洪汇
（哈尔滨东安汽车动力股份有限公司，黑龙江哈尔滨１５００６６）
摘要：环段铸件是某型飞机上的重要铸件，采，￣ＺＬ２０５Ａ合金砂型重力铸造，冶金质量要求高，要通过严格的ｘ光、
荧光检测。文中针对生产过程中产生的铸造缺陷进行分析，对熔化工艺、铸件结构、浇注系统等进行了改进，使产
品质量大大提高，保证了产品的交付。
关键词：ＺＬ２０５Ａ合金；环段铸件；成分偏析；铸件变形；疏松
中图分类号：ＴＧ２９２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—４９７７（２０１３）１０—１０２４—０２
Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ＺＬ２０５Ａ Ａｌｌｏｙ Ｒｉｎｇ Ｃａｓｔｉｎｇ
ＬＩＵ Ｙｉ－ｊｕｎ，ＬＩ Ｙａｎｇ，Ｌ１Ｕ Ｈｏｎｇ—ｈｕｉ
（Ｈａｒｂｉｎ Ｄｏｎｇａｎ Ａｕｔｏ Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈａｒｂｉｎ １ ５００６６，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｉｎｇ ｃａｓｔｉｎｇ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｃａｓｔｉｎｇ ｏｎ ａ ｔｙｐｅ ｏｆａｉｒｃｒａｆｔ，ｕｓｉｎｇ ＺＬ２０５Ａ ａｌｌｏｙ ａｎｄ ｓａｎｄ ｍｏｌｄ ｇｒａｖｉｔｙ
ｃａｓｔｉｎｇ．Ｉｔ ｒｅｑｕｉｒｅｓ ｈｉｇｈ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｐａｓｓ ｔｈｅ ｓｔｒｉｃｔ Ｘ－ｒａｙ ａｎｄ ｐｅｎｅｔｒａｎｔ ｔｅｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅ ｄｅｆｅｃｔｓ ｏｆ
ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｑｕａｌｉｙ ｏｆ ｔｃａｓｔｉｎｇ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｌｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，
ｃａｓｔｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｏｕｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｗａｓ ｅｎｓｕｒｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＺＬ２０５Ａ ａｌｌｏｙ；ｒｉｎｇ ｃａｓｔｉｎｇ；ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ；ｃａｓｔｉｎｇ ｄｉｓｔｏｒｔｉｎｇ；ｐｏｒｏｓｉｙ ｔ
ＺＬ２０５Ａ合金是一种高强度的铝铜系合金，具有良
好的使用性能，但合金的铸造性能差，尤其是飞机铸
件冶金质量要求高，更增加了铸造工艺难度。在此铸
件的研制过程中，首先要面临的问题是成分偏析，这
是由合金的性质决定的，合金中铜含量太高，而铜的
密度比铝的密度高许多，在铸造过程中不可避免地造
成铜偏析，所以实际生产中必须有合适的熔化浇注工
艺，通过控制熔化操作来克服铸件成分偏析。其次，
由该铸件的结构决定，铸件容易变形，这也是实际生
产中必须解决的问题，在生产中通过强化热处理操作
的细节和局部改进铸件结构，如增加加强筋等，克服
变形问题。最后，ＺＬ２０５Ａ合金的疏松倾向严重，而该
镁
０．Ｏ５
表２杂质成分（≤）
Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ（≤）
镍
０．Ｏ５
锌
０．０５
铁
０．１５
硅
０．０６
单个
０．０５
总量
０．１０
的特点：
（１）含铜量高，属于典型的铝铜类合金；
（２）合金的主要成分及杂质元素限制严格。
如果合金配制、熔化处理不当极易造成合金化学
成分不合格，由于含铜量高，铜和铝的比重差别太大，
精炼处理不当易造成偏析。
在生产过程中出现多批化学成分不合格现象，主
要原因是铜偏析，表３是某批铸件的化学成分数据。
表３某批铸件的主要成分
Ｔａｂｌｅ ３ Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｏｍｅ ｃａｓｔｉｎｇｓ
件的冶金质量要求较高，在生产中铸件的疏松缺陷也
必须考虑。
铜 锰 钛 锆 镉 硼 钒
１化学成分偏析
该合金属于铝铜类合金，表１是主要成分，表２是
杂质成分。
表１主要成分
Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｗ：／ｏ
由于铜和铝的密度差别太大，而且铝液中铜的含
量高，造成铝液上部铜含量较低而底部含量高。对此，
我们查阅了有关资料制定措施，把铝液精炼后升温到
７６０℃，缓慢搅拌５ ｍｉｎ，然后把坩埚吊出保温炉，迅
速降温至浇注温度。迅速降温的目的是防止铝液时间
过长重新产生偏析，实践证明这种办法是有效的，在
铜 锰 钛 锆 镉 硼 钒 铝
４．６～５．３ ０．３～０．５ ０．１ ５－０．３５ ０．０５—０．２０ ０．１ ５￣０．２５ Ｏ．００５～０．０６ ０．０５～０．３０余量
由表１和表２中可以看出ＺＬ２０５Ａ合金的成分有下面
收稿日期：２０１３－０６—１４收到初稿，２０１３—０７—１６收到修订稿。
以后生产的多炉批次中没有出现铜偏析现象。
作者简介：刘一军（１９７１一），男，高级工程师，硕士，主要研究镁、铝合金铸造工艺。电话