飛機鋁合金零件的鑄造力學分析

戴臻之

摘 要： 飛機的零件材質要求非常特殊，需要質量小并且力學性能好，本文通過以鋁合金材質為研究對象，分析它的力學性能，研究精密鑄造的方法，同時分析熔模鑄造力學，以及真空鑄造力學分析，研究它們之間的不同和優缺點，最終得到鋁合金的鑄造方法。

關鍵詞： 鋁合金；熔模鑄造力學分析；真空鑄造力學分析

1.鋁合金

飛機零件技術要求上在不斷提升，特別對零件的腐蝕性，鋁合金在飛機中的應用，它具有輕度優良，腐蝕性特別強，成型性能好，加工性能優良，而隨著飛機的制造需求，鋁合金零件的整體結構比較多，這種零件的制造需要鑄造得到。

隨著飛機零件的制造，ZL116、ZL101和ZL210A鋁合金的應用非常廣泛，特別是ZL116的應用，這種鋁合金在鑄造的時候，鑄造速度對零件的成型和分子之間的結構有影響，得到的零件力學性能也不同，如圖1.1.

在飛機零件的加工與制造中，很多都是采用砂型鑄造，因為這種鑄造方法成本非常低，技術要求不是很高，但是這種制造方法只能對飛機一些簡單零件進行加工，如圖1.2，針對于這些要求和制造的缺陷，現代設計人員通過熔模鑄造和真空鑄造進行飛機鋁合金零件的加工。

2.熔模鑄造力學分析

在對ZL116鋁合金零件的熔模精鑄造的力學研究中，通過數學的統計方法，針對鑄造過程中的30多個爐次進行取樣分析，在分析中通過抗拉強度、延伸率和硬度這三個進行考核，特別是延伸率，數值非常突出，如圖表2-1。

ZL101鋁合金的精鑄造力學性能為抗拉強度平均值為227.2MPa，延伸率和硬度值分別為9.52%和65.95，與砂型鑄造相比，這個結論值比砂型高很多，分別為151%、238%和139%。

ZL210A鋁合金通過精鑄造的方法進行零件加工的時候，它的力學性能與砂型相比，也是非常突出的，抗拉強度、延伸率和硬度的比值本別為107%、176%、136%。

3.真空鑄造力學分析

鋁合金的真空鑄造工藝原理就是通過真空的條件，在真空的狀態下，對鋁合金進行熔煉、澆注，這樣就可以保證在鑄造中，環境對零件的影響，例如空氣中的水蒸氣，同時因為是在真空的狀態下，鑄造的時候，氣體會在負壓的作用下排出去，不會對零件內部結構造成缺陷，例如氣孔，原理圖如圖3.1。

對于真空鑄造的力學性能，也是通過抗拉強度、延伸率和硬度這三個方面進行分析與研究。

結論

飛機零件中，鋁合金材料應用的非常廣泛，對于它的要求要滿足內外部冶金質量好，穩定可靠，在對鋁合金鑄造工藝的研究中，真空鑄造和熔模鑄造精度和性能非常好，高于其他的鑄造方法，零件的抗拉強度、延伸率和硬度都非常好，復合飛機的要求，為飛機的質量提供了保證。

參考文獻

[1]趙大志.路貴民.崔建忠.制造速度對ZL116合金半固體坯料組織的影響.[C].特種鑄造及有色冶金2008年年會專刊，2008，371-374.

[2]侯成義.葛冬云.民用飛機結構抗墜性設計的研究進展.[J].航空工程進展，2011.02（1）：70-77.

[3]趙玉兵.王占良.張立波.Ni對ZL101A鋁合金性能的影響.[J].特種制造及有色合金，2013，33（2）191.

[4]戴秀梅.何楓.高強度沉淀硬化不銹鋼在飛機上應用.[J].航空材料學報，2003.23（1）：280-281.