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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种空天飞行器轻合金舱体冷冻调压复合铸造成形方法，属于机械制造自动化与砂型铸造技术交叉领域。本发明构建对应的冷冻砂型三维模型，并通过机械加工得到冷冻砂型。将所制造的空天飞行器舱体冷冻砂型装入所设计的冷冻砂型调压铸造系统中的上压力筒中，并在下压力筒装入提前准备好的合金原料和陶瓷升液管与陶瓷过滤网，关闭上下压力筒，上下筒同时抽取真空。对上下筒内进行洗气，降低上下筒的氧气含量，减少后续浇注过程中可能形成氧化夹杂。本发明解决了冷冻砂型轻合金重力铸造过程中的冲砂、卷气、氧化夹渣等问题，快速响应空天飞行器舱体设计制造，推动轻合金铸造工艺创新绿色发展。

主权项：1.一种空天飞行器轻合金舱体冷冻调压复合铸造成形方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：基于空天飞行器舱体结构特点设计对应的铸造工艺，加工出对应的空天飞行器舱体冷冻砂型；步骤2：将所加工得到的空天飞行器舱体冷冻砂型放入带温度检测与传感的调压铸造系统的上压力筒中，关闭上压力筒；步骤3：将提前准备好的合金原料添加到冷冻砂型调压铸造系统的下压力筒中的坩埚中，安装好对应的陶瓷升液管以及陶瓷过滤网，关闭下压力筒；步骤4：对上下筒抽取真空，达到设定真空度0.1MPa～0.5MPa后，向炉内通入保护气体氩气，继续抽取真空，待二次到达所设定真空度时，完成上下筒炉腔洗气工序；吸气工序有利于降低上下筒的氧气含量；步骤5：关闭上下筒连通阀门，下筒熔炼加热组件通电加热，熔化坩埚内的合金原料；步骤6：当合金温度达到设定温度时，提升下筒压力至0.1MPa～1.5MPa，保温一段时间；加压保温环节有利于排除原合金熔体中吸附的气体的排出，降低后续产生铸造缺陷的可能；步骤7：保温环节结束，提升下筒压力，金属液随着下筒压力的上升，在压力作用下在升液管内不断上升；步骤8：当下筒压力继续提升，金属液上升融化塑料薄膜，金属液冲入冷冻砂型型腔，通过所设计的缝隙式浇注系统，进行金属液充型工序；步骤9：在金属液充型的同时，冷冻砂型内部的温度传感器实时监控冷冻砂型温度、获取铸件充型状态，当砂型温度超过设定温度-5℃～5℃时，液氮阀门打开，液氮通入冷却管道，通过喷头对冷冻砂型进行直接降温，调控冷冻砂型温度状态，控制铸件凝固进程；步骤10：在充型过程完成后，后续下筒仍保持稳定压力与上筒形成稳定压力差，增加金属液的补缩能力，减少铸造缺陷，提升铸件的性能；步骤11：通过负压装置清理掉铸件外围的散沙，在铸件表面喷淋液氮等低温介质，实现铸件的快速凝固；步骤12：铸件凝固完毕，上下筒连通气阀缓慢打开，两筒连通，未凝固金属液在压力作用下流回下筒坩埚；步骤13；待上下筒温度降低至50℃以下，缓慢打开上下筒与外界气阀，系统泄压；步骤14；开启上筒，进行清砂工序，获得冷冻砂型低压铸件；步骤15：开启下筒，清理坩埚，更换升液管、过滤网部件，为下次使用做准备。

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