一种铝合金水下发射筒尾翼浇注系统及尾翼制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种铝合金水下发射筒尾翼浇注系统，它的横浇道和直浇道均位于立筒的底部，直浇道与横浇道连通，横浇道与每个立筒的底部连通，水下发射筒尾翼铸件位于所有立筒围成的圆柱体区域的内部，水下发射筒尾翼铸件与每个立筒的外侧壁之间具有缝隙，每个立筒的顶部与对应的缝隙连通，水下发射筒尾翼铸件的内腔由内砂芯成型，水下发射筒尾翼铸件的外形、水下发射筒尾翼铸件的翼、所有立筒和所有缝隙均由外砂芯成型。本发明能够提供整体强度、水密性、稳定性、抗震性、耐腐蚀性、尺寸精度均较好的尾翼，并具备工艺简单、操作方便、制造成本低等特点。
【专利说明】
一种铝合金水下发射筒尾翼浇注系统及尾翼制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及耐压密封容器制造技术领域，具体地指一种铝合金水下发射筒尾翼浇注系统及尾翼制造方法。
【背景技术】
[0002]水下发射筒，作为水下环境工作的耐压舱体，为满足发射筒水下发射深度和航行机动性需求，其结构和连接需要满足耐压性与水密性两项基本要求，同时尽量追求最小的结构重量(薄而轻和强度高)，并具有一定的耐腐蚀能力。铝合金材料本身具有一定的耐腐蚀能力，对表面进行刷漆或氧化等处理后，具有较好的耐腐蚀性，并且强度高，因此，目前水下发射筒筒体一般采用铝合金材料。
[0003]尾翼是水下发射筒筒体的尾段，由筒体和翼两部分组成。为降低航行阻力，提高在水中的平稳性，尾翼筒体和翼都设计有流线型外形，并且翼在筒体外形圆周方向均匀分布。尾翼目前的成型方式主要是:筒体采用板料卷焊或锻件机械加工成型，翼采用板料加工成型后焊接到筒体上。
[0004]目前，筒体采用的板料卷焊成型工艺，其内腔加强筋和安装凸台需在卷焊后再逐个焊接到筒壁上，焊缝较多，变形不容易控制，稳定性和抗震性较差;另外，由于内部空间较小，操作不方便，存在一定的安全隐患；同时，内腔加强筋、安装凸台与筒壁存在一定的尺寸误差，不能完全贴合，影响了筒体强度和稳定性;另外，焊缝位置的耐腐蚀性能较差。
[0005]目前，筒体采用的锻件机械加工成型工艺，其内腔加强筋和安装凸台只能通过加工成型，材料利用率低，加工成本高;锻造铸件成本高，加工周期长;一次锻造长度有限，一般都需要分段锻造后通过对焊或螺接等方式对接成需要长度的筒体，工序较多且较复杂，变形较难控制，联接部位强度和稳定性较差，焊缝位置耐腐蚀性能较差。
[0006]目前，翼采用的板料加工成型焊接到筒体上的成型工艺，其材料利用率低，加工成本高;焊缝较多，变形不容易控制，稳定性和抗震性较差;小端筒体直径较小，而翼较高，焊接可操作性较差，容易出现虚焊等质量问题，焊接质量风险较大;焊缝位置的耐腐蚀性能较差。
[0007]采用整体铸造的方式成型尾翼可以在一定程度上克服上述成型方式存在的不足，但是，由于外形翼成型较困难，并且妨碍了缝隙浇注系统的开设，使得铸造难度相当大，铸件内部质量和组织致密性很难满足水下工作环境对耐压性和水密性的要求，使得整体铸造实际上也很难满足水下发射筒尾翼的成型要求。
【发明内容】
[0008]本发明的目的就是要提供一种铝合金水下发射筒尾翼浇注系统及尾翼制造方法，本发明能够提供整体强度、水密性、稳定性、抗震性、耐腐蚀性、尺寸精度均较好的尾翼，并具备工艺简单、操作方便、制造成本低等特点。
[0009]为实现此目的，本发明所设计的一种铝合金水下发射筒尾翼浇注系统，其特征在于:它包括横浇道、直浇道、与水下发射筒尾翼铸件中的翼对应的多个立筒，所述横浇道和直浇道均位于立筒的底部，所述直浇道与横浇道连通，横浇道与每个立筒的底部连通，所述水下发射筒尾翼铸件位于所有立筒围成的圆柱体区域的内部，所述水下发射筒尾翼铸件与每个立筒的外侧壁之间具有缝隙，每个立筒的顶部与对应的缝隙连通，水下发射筒尾翼铸件的内腔由内砂芯成型，所述水下发射筒尾翼铸件的外形、水下发射筒尾翼铸件的翼、所有立筒和所有缝隙均由外砂芯成型。
[0010]—种铝合金水下发射筒尾翼的制造方法，其特征在于，它包括如下步骤:
[0011]步骤1:在水下发射筒尾翼铸件的安装凸台、加强筋径向端面、筒体外壁和翼的厚大截面处设置冷铁，准备与水下发射筒尾翼铸件匹配的圆形砂箱，包括中箱、底箱和盖箱；
[0012]步骤2:对水下发射筒尾翼铸件模具的各组件的工作表面涂刷脱模剂;对冷铁进行抛丸、刷漆、撒砂并进行烘烤；
[0013]步骤3:水下发射筒尾翼浇注材料准备，水下发射筒尾翼采用铸造铝合金材料，主要成分质量百分比分别为:Si为6.5%?10.5%，Mg为0.17%?0.75%，余量为Al及杂质，作为杂质的Cu、Mn、Ti和Fe分别为Cu彡0.1% ,Mn彡0.5% ,Ti^0.2% ,Fe^0.6% ；
[0014]通过炉前化学成分检测，并实时调整成分，将铝合金成分控制在上述要求的范围之内，进行精炼变质处理；
[0015]步骤4:进行所述铝合金水下发射筒尾翼制造所需的砂型及砂芯的制作，同时制作力学性能试棒的砂型，在盖箱对应型腔部位扎多个直径范围为Φ 3mm?Φ 5mm的排气孔，在砂芯中心及盖箱对应位置开直径范围为Φ 20mm?Φ 60mm的排气孔;在砂型、砂芯工作表面涂刷专用涂料，并将砂型、砂芯涂刷涂料表面打磨修整平整，并将该砂型和砂芯放入烘箱进行烘烤，烘烤温度120 °C?150 °C，烘烤时间1.5?2.5h;
[0016]步骤5:按顺序下芯，保证砂芯位置准确，安放稳固；吹掉型腔表面的浮砂和尘土，将中箱砂箱放置在底箱上，再往中箱砂箱与外砂芯形成的空隙中填型砂并紧实，待型砂固化后在中箱分型面上抹上密封泥，合盖箱；
[0017]步骤6:利用步骤3的水下发射筒尾翼浇注材料进行铸件浇注，浇注材料由直浇道、横浇道和立筒通过缝隙进入型腔实现浇注，在铸件浇注完毕后浇注力学性能试棒；
[0018]步骤7:将铸件、力学性能试棒从铸型中取出，采用锯除的方式去除浇注系统，并清理干净铸件表面的砂、毛刺、飞边，最后进行喷砂或抛丸处理，获得水下发射筒尾翼铸件。
[0019]本发明的有益效果:
[0020]1、本发明通过将筒体、翼、加强筋、安装凸台等结构整体铸造成型，工序少且简单，操作方便，制造成本低;变形较容易控制，尺寸精度高;整体强度高，稳定性和抗震性好，整体耐腐蚀性强；
[0021]2、本发明采用砂型低压(差压)铸造工艺生产，可通过合理使用冷铁，控制铸件凝固顺序，提高铸件内部质量和致密性；
[0022]3、本发明通过调整合金化学成分，可提高尾翼的性能；
[0023]4、本发明通过对缝隙浇注系统各部分进行合理设计，可实现平稳充型和顺序凝固，并具有较好的排气、排渣效果，提高铸件内部质量；
[0024]5、本发明采用芯盒代替外模，外形成型芯盒采用拆分式、内腔成型芯盒采用对开式，操作方便，同时又能保证铸件的形状和尺寸精度。
【附图说明】
[0025]图1为本发明的一种铝合金水下发射筒尾翼铸件示意图；
[0026]图2为图1所示尾翼的浇注系统及铸型结构示意图；
[0027]图3为图2的仰视图；
[0028]图4为图2的剖视图。
[0029]其中，丨一翼、2一安装凸台、3 一加强筋、4 一筒体、5—缝隙、6—立筒、7—横浇道、8一直饶道、9一内砂芯、10—结合端面、11一立筒结合端面、12—外砂芯。
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明:
[0031]如图1?4所述的铝合金水下发射筒尾翼浇注系统，它包括横浇道7、直浇道8、与水下发射筒尾翼铸件中的翼I对应的多个立筒6，所述横浇道7和直浇道8均位于立筒6的底部，所述直浇道8与横浇道7连通，横浇道7与每个立筒6的底部连通，所述水下发射筒尾翼铸件位于所有立筒6围成的圆柱体区域的内部，所述水下发射筒尾翼铸件与每个立筒6的外侧壁之间具有缝隙5，每个立筒6的顶部与对应的缝隙5连通，水下发射筒尾翼铸件的内腔由内砂芯9成型，所述水下发射筒尾翼铸件的外形、水下发射筒尾翼铸件的翼1、所有立筒6和所有缝隙5均由外砂芯12成型。
[0032]上述技术方案中，所述每个缝隙5的顶面均为斜面，每个缝隙5顶面的底边缘与水下发射筒尾翼铸件的顶面平齐。
[0033]上述技术方案中，所述每个缝隙5顶面的顶边缘高出底边缘20?40mm。
[0034]上述技术方案中，所述每个缝隙5与对应水下发射筒尾翼铸件的结合端面10的厚度t =结合端面10相应位置壁厚+(2?4)mm;
[0035]所述每个缝隙5的厚度由对应结合端面10往对应立筒6的立筒结合端面11方向均匀增厚。
[0036]上述技术方案中，所述每个立筒6的直径D多2t，t为缝隙5与对应水下发射筒尾翼铸件的结合端面10的厚度，所述立筒6的直径从顶端往底端均匀增大。
[0037]上述技术方案中，所述直浇道8的截面积大于横浇道7的截面积小于升液管的截面积。
[0038]上述技术方案中，所述外砂芯12对应的芯盒为拆分式，内砂芯9对应的芯盒为对开式。
[0039]上述技术方案中，水下发射筒尾翼的翼1、安装凸台2、加强筋3和筒体4作为一个整体一次铸造成型，不需要焊接或机械加工成型，长度方向也不需要多段对接。
[0040]上述技术方案中，内砂芯，其为回转体结构，该砂芯外周壁面与待成型的铝合金水下发射筒尾翼的内壁匹配；
[0041]外砂芯，个数等于翼的数量，该砂芯内周壁面与待成型的铝合金水下发射筒尾翼的外壁匹配，两侧面分别与相邻翼的内侧面、开设在翼外形面上的缝隙浇道的内侧面匹配，底面作为芯头与底箱上的芯座匹配，顶部凸出该尾翼顶面的部分内周壁面与内砂芯的上芯头外周壁面匹配，凸出该尾翼顶面部分的底面与该尾翼的顶面匹配，外型面通过填活砂与多个外砂芯、砂箱联接成一体，形成砂型的中箱；
[0042]砂型分底箱和盖箱两部分。底箱的顶面与待成型的铝合金水下发射筒尾翼的底面匹配，在底箱中心布置有直浇道，并且对应每个缝隙浇道都布置I个横浇道，将直浇道与缝隙浇道连通，以用于将金属液引向缝隙浇道;盖箱的底面与内砂芯、外砂芯的顶面匹配，将砂芯压紧，避免浮动，并将型腔密封，避免金属液泄露。该外砂芯在每个翼的外形面上都开设有缝隙浇道，即缝隙浇道数量等于翼的数量，其分别与所述横浇道和型腔结合连通，所述横浇道中的金属液通过该缝隙浇道进入型腔中以成型铸件。
[0043]所述外砂芯的内周壁上、翼的厚大截面处、内砂芯中的厚大凸台等位置设置有冷铁，内周壁上的冷铁由两侧到中心逐渐增厚，高度方向分为多段。
[0044]外砂芯内周壁上和内砂芯厚大凸台等位置的冷铁的最小厚度=(2/3?I) X铸件壁厚，翼的厚大截面处的冷铁最大厚度=(1/3?1/2) X铸件壁厚。
[0045]按照以上构思的铝合金水下发射筒尾翼，通过将筒体、翼、加强筋、安装凸台等结构整体铸造成型，能省去筒体板料卷焊成型方式的中间焊接工序，避免焊接变形和焊缝的不利影响;或省去筒体锻件机械加工成型方式的内腔加工成型工序，降低成本，对于较长筒体还可省去分段时的对接工序，避免对接带来的不利影响;还能省去翼的加工和焊接，进一步降低成本，避免焊接变形和焊缝的不利影响。
[0046]通过对用于尾翼的铝合金材料组分进行以上的具体限定，较多的试验和实践表明，该铝合金材料具备良好的强度和刚性，便于成型加工。通过对合金成分的控制，所制得的尾翼在保证自身重量较轻的同时，在耐压性、水密性和铸造性能等方面皆适用于不同情形的水下发射筒尾翼。
[0047]本实例优选制备的招合金尾翼铸件的筒体最大外径为Φ573_，壁厚为10_，外形圆周方向均布8个翼，相对翼的外形面距离为616mm，翼的最大壁厚为40mm，最小壁厚为6mm，尾翼总高为1076mm，其结构如图1所示。要求整体达到I类铸件要求，最小抗拉强度250MPa，整体在3.3MPa外水压下2h不渗漏。生产工艺如下:
[0048]步骤1:在水下发射筒尾翼铸件的安装凸台2、加强筋3径向端面、筒体4外壁和翼的厚大截面处设置冷铁(筒体外壁冷铁，截面离相邻翼中心线保持20mm间隙，靠近翼一侧壁厚为10mm，由侧面做垂线形成冷铁的外轮廓线，两翼之间冷铁高度方向分成4块，每块高度250mm;每块冷铁中间纵向设有高25mm，宽20mm的筋，工作面开有排气槽。翼厚大截面处两侧均放置冷铁，冷铁厚度优选为(1/3?1/2) X铸件壁厚，其它局部厚大部位冷铁厚度优选为(2/3?I) X铸件壁厚)，准备与水下发射筒尾翼铸件匹配的圆形砂箱(砂箱直径保证最小吃砂量不小于50mm，壁厚20mm?50mm，高度10mm?3OOmm)，两端面加工平整，最小吃砂量80mm，壁厚25mm，中箱6个、底箱I个，高度为196mm、盖箱I个，高度为100mm;
[0049]步骤2:对水下发射筒尾翼铸件模具的各组件的工作表面涂刷脱模剂;对冷铁进行抛丸、刷漆、撒砂并进行烘烤；
[0050]步骤3:水下发射筒尾翼浇注材料准备，水下发射筒尾翼采用铸造铝合金材料，主要成分质量百分比分别为:Si为6.5%?10.5%，Mg为0.17%?0.75%，余量为Al及杂质，作为杂质的Cu、Mn、Ti和Fe分别为Cu彡0.1%，]?11彡0.5%，1^彡0.2%，卩6彡0.6%;在合金成分控制时，可根据尾翼实际情况在范围内做更准确的控制，例如尾翼结构尺寸较大时，可使Si质量百分比靠上限，以提高合金的铸造性能，筒体潜水深度较大，即受力较大时，可使杂质Ti质量百分比靠允许范围上限，以提高合金的强度；
[0051]通过炉前化学成分检测，并实时调整成分，将铝合金成分控制在上述要求的范围之内，进行精炼变质处理，优选采用三元变质剂、铝锶合金或复合变质剂等对铝液进行变质处理，并采用氩气旋转喷吹法或六氯乙烷等精炼工艺，净化铝合金熔体。通过断口、含氢量检测变质精炼效果，合格后才能进行浇注；
[0052]步骤4:进行所述铝合金水下发射筒尾翼制造所需的砂型及砂芯的制作，同时制作力学性能试棒的砂型，在盖箱对应型腔部位扎多个直径范围为Φ 3mm?Φ 5mm的排气孔，在砂芯中心及盖箱对应位置开直径范围为Φ 20mm?Φ 30mm的排气孔，提高砂型、砂芯的排气性，有利于预防铸件气孔缺陷的产生;在砂型、砂芯工作表面涂刷专用涂料，并将砂型、砂芯涂刷涂料表面打磨修整平整，并将该砂型和砂芯放入烘箱进行烘烤，烘烤温度120 °C?1500C，烘烤时间1.5?2.5h，以消除砂型、砂芯表层水分；
[0053]步骤5:按顺序下芯，保证砂芯位置准确，安放稳固；用高压气或吹气囊吹掉型腔表面的浮砂和尘土，将中箱砂箱放置在底箱上，再往中箱砂箱与外砂芯12形成的空隙中填型砂并紧实，待型砂固化后在中箱分型面上抹上密封泥，合盖箱；
[0054]步骤6:利用步骤3的水下发射筒尾翼浇注材料进行铸件浇注，浇注材料由直浇道
8、横浇道7和立筒6通过缝隙5进入型腔实现浇注，在铸件浇注完毕后浇注力学性能试棒；
[0055]步骤7:将铸件、力学性能试棒从铸型中取出，采用锯除的方式去除浇注系统，并清理干净铸件表面的砂、毛刺、飞边，最后进行喷砂或抛丸处理，获得水下发射筒尾翼铸件；
[0056]步骤8:对步骤7得到的水下发射筒尾翼铸件整体进行X光探伤检测(以确定内部质量并选出不合格品)，水下发射筒尾翼铸件内部质量应达到I类铸件以上要求；
[0057]步骤9:水下发射筒尾翼铸件探伤合格后，与力学性能试棒同炉进行固溶时效热处理，提高其力学性能，其中固溶处理参数被设定为:保温温度525°C?545°C，保温时间4h?14h;时效处理参数被设定为:时效温度155°C?185°C，时效时间3h?12h;通过采用固溶处理配合时效处理的方式来执行对铸件的热处理过程，首先铸件产品材料中的合金成分如Mg元素等会充分溶解在Al中并形成成分更为均匀的固溶相，相应地，能够提高铸件力学性能；此外，固溶处理的基础上，通过将铸件继续在保持另外的适当温度下并持续一段时间即时效处理阶段，能够进一步提高铸件的力学性能并消除内应力；
[0058]步骤10:通过对力学性能试棒进行拉伸试验，检测其抗拉强度、伸长率等力学性能，用以评判同炉铸件力学性能是否满足要求；
[0059]步骤11:对水下发射筒尾翼铸件进行机械加工，保证装配和重量要求；
[0060]步骤12:将加工合格水下发射筒尾翼铸件在3?3.5MPa水压下打压1.5?2.2h，检测水下发射筒尾翼铸件耐压性和水密性；
[0061]步骤13:对加工合格并渗漏检测合格的水下发射筒尾翼铸件外表面进行氧化处理，以提高耐腐蚀能力。
[0062]上述技术方案的步骤2中的烘烤温度为250°C，烘烤时间为45min;
[0063]所述步骤6中，浇注温度为690°C?730 V，充型压力为30kPa?80kPa，充型速度为30kPa/s?60kPa/s，结壳增压压力为OkPa?lOkPa，结壳时间为Os?10s，结晶增压压力为20kPa?60kPa，结晶保压时间为300s?800s，浇注时同步压力被控制为400kPa?800kPa。通过对低压(差压)浇注步骤的具体工艺参数进行以上限定，可以使充型平稳，避免铸型过热，增加铸件顺序凝固趋势，能有效提高铸件内部质量和致密性，结壳参数的合理设置，在不影响铸件内部质量的如提下能有效预防粘砂，提尚铸件表面质量。
[0064]上述技术方案的步骤6中，通过预设压力将步骤3制得的铝合金熔融料注入到按以上步骤制得的铸型内，经结壳阶段、结晶增压阶段和保压阶段，获得尾翼的整体铸件。可根据需要选择使用低压或差压浇注模式，当壁厚较厚，内部质量和致密性要求较高时选用差压浇注，薄壁尾翼采用低压浇注。在铸件浇注完毕后浇注2箱力学性能试棒。
[0065]上述技术方案的步骤I中，通过对专用冷铁具体参数进行以上界定，可获得合理的冷却速度，即可起到细化晶粒，提高筒壁致密度和强度的作用，又不会产生冷隔、浇不足等缺陷，同时还能实现离缝隙由远至近的凝固顺序，具有较好的排气性;对砂箱具体参数进行以上界定，一方面可保证砂箱强度和刚度，另一方面又便于落砂，并可预防跑火等事故的发生。
[0066]本发明的铝合金水下发射筒尾翼的制造方法，该方法为砂型低压(差压)铸造，并辅以热处理和机械加工。浇注系统采用缝隙浇注系统，在每个翼的外形面上设置一个缝隙浇道，其立筒顶面高出铸件顶面一定高度；
[0067]本发明的模具设计及制造步骤中，按照所述浇注系统和砂型、砂芯结构设计制造砂型造型用木模或铝模。由于翼较薄且较长，为防止翼变形和破裂，采用芯盒代替外模，每相邻两翼之间的部分采用一个砂芯成型，外形成型芯盒采用拆分式，便于翼的成型；内腔成型芯盒采用对开式，凸台采用活块，便于保证砂芯的形状和尺寸；
[0068]本发明的专用冷铁、砂箱设计制造步骤中，铸件局部厚大部位、筒体外壁和翼的厚大截面处设置冷铁，筒体外壁冷铁由两侧到中心逐渐增厚，利于顺序凝固和补缩，中间纵向设有筋，高20mm?30mm，宽15mm?25_，便于操作和挂砂，工作面开排气槽，高度方向分成多段，便于排气;砂箱为圆形砂箱，两端面加工平整；
[0069]本发明在生产前齐套所制造模具的各组件，清理干净模具表面，并在工作表面涂刷脱模剂;对所制造冷铁进行表面喷砂或抛丸处理，并在其表面均匀的刷上一薄层清漆，然后撒上一层石英砂，待砂层稍湿润，抖掉余砂，平放在平板上，将其放入烘箱内烘烤，烘烤温度为200°C?260°C，烘烤时间30min?60min，烘烤后冷却至室温，方可造型。
[0070]本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1.一种铝合金水下发射筒尾翼浇注系统，其特征在于:它包括横浇道(7)、直浇道(8)、与水下发射筒尾翼铸件中的翼(I)对应的多个立筒(6)，所述横浇道(7)和直浇道(8)均位于立筒(6)的底部，所述直浇道(8)与横浇道(7)连通，横浇道(7)与每个立筒(6)的底部连通，所述水下发射筒尾翼铸件位于所有立筒(6)围成的圆柱体区域的内部，所述水下发射筒尾翼铸件与每个立筒(6)的外侧壁之间具有缝隙(5)，每个立筒(6)的顶部与对应的缝隙(5)连通，水下发射筒尾翼铸件的内腔由内砂芯(9)成型，所述水下发射筒尾翼铸件的外形、水下发射筒尾翼铸件的翼(1)、所有立筒(6)和所有缝隙(5)均由外砂芯(12)成型。2.根据权利要求1所述的铝合金水下发射筒尾翼浇注系统，其特征在于:所述每个缝隙(5)的顶面均为斜面，每个缝隙(5)顶面的底边缘与水下发射筒尾翼铸件的顶面平齐。3.根据权利要求2所述的铝合金水下发射筒尾翼浇注系统，其特征在于:所述每个缝隙(5)顶面的顶边缘高出底边缘20?40mm。4.根据权利要求2所述的铝合金水下发射筒尾翼浇注系统，其特征在于:所述每个缝隙(5)与对应水下发射筒尾翼铸件的结合端面(10)的厚度t =结合端面(10)相应位置壁厚+(2?4)mm; 所述每个缝隙(5)的厚度由对应结合端面(10)往对应立筒(6)的立筒结合端面(11)方向均匀增厚。5.根据权利要求4所述的铝合金水下发射筒尾翼浇注系统，其特征在于:所述每个立筒6的直径D多2t，t为缝隙(5)与对应水下发射筒尾翼铸件的结合端面(10)的厚度，所述立筒6的直径从顶端往底端均匀增大。6.根据权利要求4所述的铝合金水下发射筒尾翼浇注系统，其特征在于:所述直浇道(8)的截面积大于横浇道(7)的截面积小于升液管的截面积。7.根据权利要求1所述的铝合金水下发射筒尾翼浇注系统，其特征在于:所述外砂芯(12)对应的芯盒为拆分式，内砂芯(9)对应的芯盒为对开式。8.一种铝合金水下发射筒尾翼的制造方法，其特征在于，它包括如下步骤: 步骤1:在水下发射筒尾翼铸件的安装凸台(2)、加强筋(3)径向端面、筒体(4)外壁和翼的厚大截面处设置冷铁，准备与水下发射筒尾翼铸件匹配的圆形砂箱，包括中箱、底箱和盖箱； 步骤2:对水下发射筒尾翼铸件模具的各组件的工作表面涂刷脱模剂；对冷铁进行抛丸、刷漆、撒砂并进行烘烤； 步骤3:水下发射筒尾翼浇注材料准备，水下发射筒尾翼采用铸造铝合金材料，主要成分质量百分比分别为:Si为6.5%?10.5%，Mg为0.17%?0.75%，余量为Al及杂质，作为杂质的Cu、Mn、Ti和Fe分别为Cu彡0.1% ,Mn彡0.5% ,Ti^0.2% ,Fe^0.6% ； 通过炉前化学成分检测，并实时调整成分，将铝合金成分控制在上述要求的范围之内，进行精炼变质处理； 步骤4:进行所述铝合金水下发射筒尾翼制造所需的砂型及砂芯的制作，同时制作力学性能试棒的砂型，在盖箱对应型腔部位扎多个直径范围为Φ 3mm?Φ 5mm的排气孔，在砂芯中心及盖箱对应位置开直径范围为Φ 20mm?Φ 60mm的排气孔;在砂型、砂芯工作表面涂刷专用涂料，并将砂型、砂芯涂刷涂料表面打磨修整平整，并将该砂型和砂芯放入烘箱进行烘烤，烘烤温度120 °C?150 °C，烘烤时间1.5?2.5h; 步骤5:按顺序下芯，保证砂芯位置准确，安放稳固；吹掉型腔表面的浮砂和尘土，将中箱砂箱放置在底箱上，再往中箱砂箱与外砂芯(12)形成的空隙中填型砂并紧实，待型砂固化后在中箱分型面上抹上密封泥，合盖箱； 步骤6:利用步骤3的水下发射筒尾翼浇注材料进行铸件浇注，浇注材料由直浇道(8)、横浇道(7)和立筒(6)通过缝隙(5)进入型腔实现浇注，在铸件浇注完毕后浇注力学性能试棒； 步骤7:将铸件、力学性能试棒从铸型中取出，采用锯除的方式去除浇注系统，并清理干净铸件表面的砂、毛刺、飞边，最后进行喷砂或抛丸处理，获得水下发射筒尾翼铸件。9.根据权利要求8所述的铝合金水下发射筒尾翼的制造方法，其特征在于:所述步骤7后还包括步骤8:对步骤7得到的水下发射筒尾翼铸件整体进行X光探伤检测，水下发射筒尾翼铸件内部质量应达到I类铸件以上要求； 步骤9:水下发射筒尾翼铸件探伤合格后，与力学性能试棒同炉进行固溶时效热处理，提高其力学性能，其中固溶处理参数被设定为:保温温度535°C，保温时间6h;时效处理参数被设定为:时效温度165°C，时效时间8h; 步骤10:通过对力学性能试棒进行拉伸试验，检测其抗拉强度、伸长率等力学性能，用以评判同炉铸件力学性能是否满足要求； 步骤11:对水下发射筒尾翼铸件进行机械加工，保证装配和重量要求； 步骤12:将加工合格水下发射筒尾翼铸件在3.3MPa水压下打压2h，检测水下发射筒尾翼铸件耐压性和水密性； 步骤13:对加工合格并渗漏检测合格的水下发射筒尾翼铸件外表面进行氧化处理。10.根据权利要求8所述的铝合金水下发射筒尾翼的制造方法，其特征在于:所述步骤2中的烘烤温度为245?255°C，烘烤时间为40?50min; 所述步骤6中，浇注温度为690°C?730°C，充型压力为30kPa?80kPa，充型速度为30kPa/s?60kPa/s，结壳增压压力为OkPa?lOkPa，结壳时间为Os?10s，结晶增压压力为20kPa?60kPa，结晶保压时间为300s?800s，浇注时同步压力被控制为400kPa?800 kPa。
【文档编号】C22C21/02GK105880522SQ201610321101
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】王德清, 史勇, 陈辉, 尹家新, 李洪平, 刘杰, 苏鹏
【申请人】湖北三江航天万峰科技发展有限公司