一種鋁合金水下發射筒尾翼澆注系統及尾翼制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋁合金水下發射筒尾翼澆注系統，它的橫澆道和直澆道均位于立筒的底部，直澆道與橫澆道連通，橫澆道與每個立筒的底部連通，水下發射筒尾翼鑄件位于所有立筒圍成的圓柱體區域的內部，水下發射筒尾翼鑄件與每個立筒的外側壁之間具有縫隙，每個立筒的頂部與對應的縫隙連通，水下發射筒尾翼鑄件的內腔由內砂芯成型，水下發射筒尾翼鑄件的外形、水下發射筒尾翼鑄件的翼、所有立筒和所有縫隙均由外砂芯成型。本發明能夠提供整體強度、水密性、穩定性、抗震性、耐腐蝕性、尺寸精度均較好的尾翼，并具備工藝簡單、操作方便、制造成本低等特點。
【專利說明】
一種鋁合金水下發射筒尾翼澆注系統及尾翼制造方法
技術領域
[0001]本發明涉及耐壓密封容器制造技術領域，具體地指一種鋁合金水下發射筒尾翼澆注系統及尾翼制造方法。
【背景技術】
[0002]水下發射筒，作為水下環境工作的耐壓艙體，為滿足發射筒水下發射深度和航行機動性需求，其結構和連接需要滿足耐壓性與水密性兩項基本要求，同時盡量追求最小的結構重量(薄而輕和強度高)，并具有一定的耐腐蝕能力。鋁合金材料本身具有一定的耐腐蝕能力，對表面進行刷漆或氧化等處理后，具有較好的耐腐蝕性，并且強度高，因此，目前水下發射筒筒體一般采用鋁合金材料。
[0003]尾翼是水下發射筒筒體的尾段，由筒體和翼兩部分組成。為降低航行阻力，提高在水中的平穩性，尾翼筒體和翼都設計有流線型外形，并且翼在筒體外形圓周方向均勻分布。尾翼目前的成型方式主要是:筒體采用板料卷焊或鍛件機械加工成型，翼采用板料加工成型后焊接到筒體上。
[0004]目前，筒體采用的板料卷焊成型工藝，其內腔加強筋和安裝凸臺需在卷焊后再逐個焊接到筒壁上，焊縫較多，變形不容易控制，穩定性和抗震性較差;另外，由于內部空間較小，操作不方便，存在一定的安全隱患；同時，內腔加強筋、安裝凸臺與筒壁存在一定的尺寸誤差，不能完全貼合，影響了筒體強度和穩定性;另外，焊縫位置的耐腐蝕性能較差。
[0005]目前，筒體采用的鍛件機械加工成型工藝，其內腔加強筋和安裝凸臺只能通過加工成型，材料利用率低，加工成本高;鍛造鑄件成本高，加工周期長;一次鍛造長度有限，一般都需要分段鍛造后通過對焊或螺接等方式對接成需要長度的筒體，工序較多且較復雜，變形較難控制，聯接部位強度和穩定性較差，焊縫位置耐腐蝕性能較差。
[0006]目前，翼采用的板料加工成型焊接到筒體上的成型工藝，其材料利用率低，加工成本高;焊縫較多，變形不容易控制，穩定性和抗震性較差;小端筒體直徑較小，而翼較高，焊接可操作性較差，容易出現虛焊等質量問題，焊接質量風險較大;焊縫位置的耐腐蝕性能較差。
[0007]采用整體鑄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，由于外形翼成型較困難，并且妨礙了縫隙澆注系統的開設，使得鑄造難度相當大，鑄件內部質量和組織致密性很難滿足水下工作環境對耐壓性和水密性的要求，使得整體鑄造實際上也很難滿足水下發射筒尾翼的成型要求。

【發明內容】

[0008]本發明的目的就是要提供一種鋁合金水下發射筒尾翼澆注系統及尾翼制造方法，本發明能夠提供整體強度、水密性、穩定性、抗震性、耐腐蝕性、尺寸精度均較好的尾翼，并具備工藝簡單、操作方便、制造成本低等特點。
[0009]為實現此目的，本發明所設計的一種鋁合金水下發射筒尾翼澆注系統，其特征在于:它包括橫澆道、直澆道、與水下發射筒尾翼鑄件中的翼對應的多個立筒，所述橫澆道和直澆道均位于立筒的底部，所述直澆道與橫澆道連通，橫澆道與每個立筒的底部連通，所述水下發射筒尾翼鑄件位于所有立筒圍成的圓柱體區域的內部，所述水下發射筒尾翼鑄件與每個立筒的外側壁之間具有縫隙，每個立筒的頂部與對應的縫隙連通，水下發射筒尾翼鑄件的內腔由內砂芯成型，所述水下發射筒尾翼鑄件的外形、水下發射筒尾翼鑄件的翼、所有立筒和所有縫隙均由外砂芯成型。
[0010]—種鋁合金水下發射筒尾翼的制造方法，其特征在于，它包括如下步驟:
[0011]步驟1:在水下發射筒尾翼鑄件的安裝凸臺、加強筋徑向端面、筒體外壁和翼的厚大截面處設置冷鐵，準備與水下發射筒尾翼鑄件匹配的圓形砂箱，包括中箱、底箱和蓋箱；
[0012]步驟2:對水下發射筒尾翼鑄件模具的各組件的工作表面涂刷脫模劑;對冷鐵進行拋丸、刷漆、撒砂并進行烘烤；
[0013]步驟3:水下發射筒尾翼澆注材料準備，水下發射筒尾翼采用鑄造鋁合金材料，主要成分質量百分比分別為:Si為6.5%?10.5%，Mg為0.17%?0.75%，余量為Al及雜質，作為雜質的Cu、Mn、Ti和Fe分別為Cu彡0.1% ,Mn彡0.5% ,Ti^0.2% ,Fe^0.6% ；
[0014]通過爐前化學成分檢測，并實時調整成分，將鋁合金成分控制在上述要求的范圍之內，進行精煉變質處理；
[0015]步驟4:進行所述鋁合金水下發射筒尾翼制造所需的砂型及砂芯的制作，同時制作力學性能試棒的砂型，在蓋箱對應型腔部位扎多個直徑范圍為Φ 3mm?Φ 5mm的排氣孔，在砂芯中心及蓋箱對應位置開直徑范圍為Φ 20mm?Φ 60mm的排氣孔;在砂型、砂芯工作表面涂刷專用涂料，并將砂型、砂芯涂刷涂料表面打磨修整平整，并將該砂型和砂芯放入烘箱進行烘烤，烘烤溫度120 °C?150 °C，烘烤時間1.5?2.5h;
[0016]步驟5:按順序下芯，保證砂芯位置準確，安放穩固；吹掉型腔表面的浮砂和塵土，將中箱砂箱放置在底箱上，再往中箱砂箱與外砂芯形成的空隙中填型砂并緊實，待型砂固化后在中箱分型面上抹上密封泥，合蓋箱；
[0017]步驟6:利用步驟3的水下發射筒尾翼澆注材料進行鑄件澆注，澆注材料由直澆道、橫澆道和立筒通過縫隙進入型腔實現澆注，在鑄件澆注完畢后澆注力學性能試棒；
[0018]步驟7:將鑄件、力學性能試棒從鑄型中取出，采用鋸除的方式去除澆注系統，并清理干凈鑄件表面的砂、毛刺、飛邊，最后進行噴砂或拋丸處理，獲得水下發射筒尾翼鑄件。
[0019]本發明的有益效果:
[0020]1、本發明通過將筒體、翼、加強筋、安裝凸臺等結構整體鑄造成型，工序少且簡單，操作方便，制造成本低;變形較容易控制，尺寸精度高;整體強度高，穩定性和抗震性好，整體耐腐蝕性強；
[0021]2、本發明采用砂型低壓(差壓)鑄造工藝生產，可通過合理使用冷鐵，控制鑄件凝固順序，提高鑄件內部質量和致密性；
[0022]3、本發明通過調整合金化學成分，可提高尾翼的性能；
[0023]4、本發明通過對縫隙澆注系統各部分進行合理設計，可實現平穩充型和順序凝固，并具有較好的排氣、排渣效果，提高鑄件內部質量；
[0024]5、本發明采用芯盒代替外模，外形成型芯盒采用拆分式、內腔成型芯盒采用對開式，操作方便，同時又能保證鑄件的形狀和尺寸精度。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明的一種鋁合金水下發射筒尾翼鑄件示意圖；
[0026]圖2為圖1所示尾翼的澆注系統及鑄型結構示意圖；
[0027]圖3為圖2的仰視圖；
[0028]圖4為圖2的剖視圖。
[0029]其中，丨一翼、2一安裝凸臺、3 一加強筋、4 一筒體、5—縫隙、6—立筒、7—橫澆道、8一直饒道、9一內砂芯、10—結合端面、11一立筒結合端面、12—外砂芯。
【具體實施方式】
[0030]以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明:
[0031]如圖1?4所述的鋁合金水下發射筒尾翼澆注系統，它包括橫澆道7、直澆道8、與水下發射筒尾翼鑄件中的翼I對應的多個立筒6，所述橫澆道7和直澆道8均位于立筒6的底部，所述直澆道8與橫澆道7連通，橫澆道7與每個立筒6的底部連通，所述水下發射筒尾翼鑄件位于所有立筒6圍成的圓柱體區域的內部，所述水下發射筒尾翼鑄件與每個立筒6的外側壁之間具有縫隙5，每個立筒6的頂部與對應的縫隙5連通，水下發射筒尾翼鑄件的內腔由內砂芯9成型，所述水下發射筒尾翼鑄件的外形、水下發射筒尾翼鑄件的翼1、所有立筒6和所有縫隙5均由外砂芯12成型。
[0032]上述技術方案中，所述每個縫隙5的頂面均為斜面，每個縫隙5頂面的底邊緣與水下發射筒尾翼鑄件的頂面平齊。
[0033]上述技術方案中，所述每個縫隙5頂面的頂邊緣高出底邊緣20?40mm。
[0034]上述技術方案中，所述每個縫隙5與對應水下發射筒尾翼鑄件的結合端面10的厚度t =結合端面10相應位置壁厚+(2?4)mm;
[0035]所述每個縫隙5的厚度由對應結合端面10往對應立筒6的立筒結合端面11方向均勻增厚。
[0036]上述技術方案中，所述每個立筒6的直徑D多2t，t為縫隙5與對應水下發射筒尾翼鑄件的結合端面10的厚度，所述立筒6的直徑從頂端往底端均勻增大。
[0037]上述技術方案中，所述直澆道8的截面積大于橫澆道7的截面積小于升液管的截面積。
[0038]上述技術方案中，所述外砂芯12對應的芯盒為拆分式，內砂芯9對應的芯盒為對開式。
[0039]上述技術方案中，水下發射筒尾翼的翼1、安裝凸臺2、加強筋3和筒體4作為一個整體一次鑄造成型，不需要焊接或機械加工成型，長度方向也不需要多段對接。
[0040]上述技術方案中，內砂芯，其為回轉體結構，該砂芯外周壁面與待成型的鋁合金水下發射筒尾翼的內壁匹配；
[0041]外砂芯，個數等于翼的數量，該砂芯內周壁面與待成型的鋁合金水下發射筒尾翼的外壁匹配，兩側面分別與相鄰翼的內側面、開設在翼外形面上的縫隙澆道的內側面匹配，底面作為芯頭與底箱上的芯座匹配，頂部凸出該尾翼頂面的部分內周壁面與內砂芯的上芯頭外周壁面匹配，凸出該尾翼頂面部分的底面與該尾翼的頂面匹配，外型面通過填活砂與多個外砂芯、砂箱聯接成一體，形成砂型的中箱；
[0042]砂型分底箱和蓋箱兩部分。底箱的頂面與待成型的鋁合金水下發射筒尾翼的底面匹配，在底箱中心布置有直澆道，并且對應每個縫隙澆道都布置I個橫澆道，將直澆道與縫隙澆道連通，以用于將金屬液引向縫隙澆道;蓋箱的底面與內砂芯、外砂芯的頂面匹配，將砂芯壓緊，避免浮動，并將型腔密封，避免金屬液泄露。該外砂芯在每個翼的外形面上都開設有縫隙澆道，即縫隙澆道數量等于翼的數量，其分別與所述橫澆道和型腔結合連通，所述橫澆道中的金屬液通過該縫隙澆道進入型腔中以成型鑄件。
[0043]所述外砂芯的內周壁上、翼的厚大截面處、內砂芯中的厚大凸臺等位置設置有冷鐵，內周壁上的冷鐵由兩側到中心逐漸增厚，高度方向分為多段。
[0044]外砂芯內周壁上和內砂芯厚大凸臺等位置的冷鐵的最小厚度=(2/3?I) X鑄件壁厚，翼的厚大截面處的冷鐵最大厚度=(1/3?1/2) X鑄件壁厚。
[0045]按照以上構思的鋁合金水下發射筒尾翼，通過將筒體、翼、加強筋、安裝凸臺等結構整體鑄造成型，能省去筒體板料卷焊成型方式的中間焊接工序，避免焊接變形和焊縫的不利影響;或省去筒體鍛件機械加工成型方式的內腔加工成型工序，降低成本，對于較長筒體還可省去分段時的對接工序，避免對接帶來的不利影響;還能省去翼的加工和焊接，進一步降低成本，避免焊接變形和焊縫的不利影響。
[0046]通過對用于尾翼的鋁合金材料組分進行以上的具體限定，較多的試驗和實踐表明，該鋁合金材料具備良好的強度和剛性，便于成型加工。通過對合金成分的控制，所制得的尾翼在保證自身重量較輕的同時，在耐壓性、水密性和鑄造性能等方面皆適用于不同情形的水下發射筒尾翼。
[0047]本實例優選制備的招合金尾翼鑄件的筒體最大外徑為Φ573_，壁厚為10_，外形圓周方向均布8個翼，相對翼的外形面距離為616mm，翼的最大壁厚為40mm，最小壁厚為6mm，尾翼總高為1076mm，其結構如圖1所示。要求整體達到I類鑄件要求，最小抗拉強度250MPa，整體在3.3MPa外水壓下2h不滲漏。生產工藝如下:
[0048]步驟1:在水下發射筒尾翼鑄件的安裝凸臺2、加強筋3徑向端面、筒體4外壁和翼的厚大截面處設置冷鐵(筒體外壁冷鐵，截面離相鄰翼中心線保持20mm間隙，靠近翼一側壁厚為10mm，由側面做垂線形成冷鐵的外輪廓線，兩翼之間冷鐵高度方向分成4塊，每塊高度250mm;每塊冷鐵中間縱向設有高25mm，寬20mm的筋，工作面開有排氣槽。翼厚大截面處兩側均放置冷鐵，冷鐵厚度優選為(1/3?1/2) X鑄件壁厚，其它局部厚大部位冷鐵厚度優選為(2/3?I) X鑄件壁厚)，準備與水下發射筒尾翼鑄件匹配的圓形砂箱(砂箱直徑保證最小吃砂量不小于50mm，壁厚20mm?50mm，高度10mm?3OOmm)，兩端面加工平整，最小吃砂量80mm，壁厚25mm，中箱6個、底箱I個，高度為196mm、蓋箱I個，高度為100mm;
[0049]步驟2:對水下發射筒尾翼鑄件模具的各組件的工作表面涂刷脫模劑;對冷鐵進行拋丸、刷漆、撒砂并進行烘烤；
[0050]步驟3:水下發射筒尾翼澆注材料準備，水下發射筒尾翼采用鑄造鋁合金材料，主要成分質量百分比分別為:Si為6.5%?10.5%，Mg為0.17%?0.75%，余量為Al及雜質，作為雜質的Cu、Mn、Ti和Fe分別為Cu彡0.1%，]?11彡0.5%，1^彡0.2%，卩6彡0.6%;在合金成分控制時，可根據尾翼實際情況在范圍內做更準確的控制，例如尾翼結構尺寸較大時，可使Si質量百分比靠上限，以提高合金的鑄造性能，筒體潛水深度較大，即受力較大時，可使雜質Ti質量百分比靠允許范圍上限，以提高合金的強度；
[0051]通過爐前化學成分檢測，并實時調整成分，將鋁合金成分控制在上述要求的范圍之內，進行精煉變質處理，優選采用三元變質劑、鋁鍶合金或復合變質劑等對鋁液進行變質處理，并采用氬氣旋轉噴吹法或六氯乙烷等精煉工藝，凈化鋁合金熔體。通過斷口、含氫量檢測變質精煉效果，合格后才能進行澆注；
[0052]步驟4:進行所述鋁合金水下發射筒尾翼制造所需的砂型及砂芯的制作，同時制作力學性能試棒的砂型，在蓋箱對應型腔部位扎多個直徑范圍為Φ 3mm?Φ 5mm的排氣孔，在砂芯中心及蓋箱對應位置開直徑范圍為Φ 20mm?Φ 30mm的排氣孔，提高砂型、砂芯的排氣性，有利于預防鑄件氣孔缺陷的產生;在砂型、砂芯工作表面涂刷專用涂料，并將砂型、砂芯涂刷涂料表面打磨修整平整，并將該砂型和砂芯放入烘箱進行烘烤，烘烤溫度120 °C?1500C，烘烤時間1.5?2.5h，以消除砂型、砂芯表層水分；
[0053]步驟5:按順序下芯，保證砂芯位置準確，安放穩固；用高壓氣或吹氣囊吹掉型腔表面的浮砂和塵土，將中箱砂箱放置在底箱上，再往中箱砂箱與外砂芯12形成的空隙中填型砂并緊實，待型砂固化后在中箱分型面上抹上密封泥，合蓋箱；
[0054]步驟6:利用步驟3的水下發射筒尾翼澆注材料進行鑄件澆注，澆注材料由直澆道
8、橫澆道7和立筒6通過縫隙5進入型腔實現澆注，在鑄件澆注完畢后澆注力學性能試棒；
[0055]步驟7:將鑄件、力學性能試棒從鑄型中取出，采用鋸除的方式去除澆注系統，并清理干凈鑄件表面的砂、毛刺、飛邊，最后進行噴砂或拋丸處理，獲得水下發射筒尾翼鑄件；
[0056]步驟8:對步驟7得到的水下發射筒尾翼鑄件整體進行X光探傷檢測(以確定內部質量并選出不合格品)，水下發射筒尾翼鑄件內部質量應達到I類鑄件以上要求；
[0057]步驟9:水下發射筒尾翼鑄件探傷合格后，與力學性能試棒同爐進行固溶時效熱處理，提高其力學性能，其中固溶處理參數被設定為:保溫溫度525°C?545°C，保溫時間4h?14h;時效處理參數被設定為:時效溫度155°C?185°C，時效時間3h?12h;通過采用固溶處理配合時效處理的方式來執行對鑄件的熱處理過程，首先鑄件產品材料中的合金成分如Mg元素等會充分溶解在Al中并形成成分更為均勻的固溶相，相應地，能夠提高鑄件力學性能；此外，固溶處理的基礎上，通過將鑄件繼續在保持另外的適當溫度下并持續一段時間即時效處理階段，能夠進一步提高鑄件的力學性能并消除內應力；
[0058]步驟10:通過對力學性能試棒進行拉伸試驗，檢測其抗拉強度、伸長率等力學性能，用以評判同爐鑄件力學性能是否滿足要求；
[0059]步驟11:對水下發射筒尾翼鑄件進行機械加工，保證裝配和重量要求；
[0060]步驟12:將加工合格水下發射筒尾翼鑄件在3?3.5MPa水壓下打壓1.5?2.2h，檢測水下發射筒尾翼鑄件耐壓性和水密性；
[0061]步驟13:對加工合格并滲漏檢測合格的水下發射筒尾翼鑄件外表面進行氧化處理，以提高耐腐蝕能力。
[0062]上述技術方案的步驟2中的烘烤溫度為250°C，烘烤時間為45min;
[0063]所述步驟6中，澆注溫度為690°C?730 V，充型壓力為30kPa?80kPa，充型速度為30kPa/s?60kPa/s，結殼增壓壓力為OkPa?lOkPa，結殼時間為Os?10s，結晶增壓壓力為20kPa?60kPa，結晶保壓時間為300s?800s，澆注時同步壓力被控制為400kPa?800kPa。通過對低壓(差壓)澆注步驟的具體工藝參數進行以上限定，可以使充型平穩，避免鑄型過熱，增加鑄件順序凝固趨勢，能有效提高鑄件內部質量和致密性，結殼參數的合理設置，在不影響鑄件內部質量的如提下能有效預防粘砂，提尚鑄件表面質量。
[0064]上述技術方案的步驟6中，通過預設壓力將步驟3制得的鋁合金熔融料注入到按以上步驟制得的鑄型內，經結殼階段、結晶增壓階段和保壓階段，獲得尾翼的整體鑄件。可根據需要選擇使用低壓或差壓澆注模式，當壁厚較厚，內部質量和致密性要求較高時選用差壓澆注，薄壁尾翼采用低壓澆注。在鑄件澆注完畢后澆注2箱力學性能試棒。
[0065]上述技術方案的步驟I中，通過對專用冷鐵具體參數進行以上界定，可獲得合理的冷卻速度，即可起到細化晶粒，提高筒壁致密度和強度的作用，又不會產生冷隔、澆不足等缺陷，同時還能實現離縫隙由遠至近的凝固順序，具有較好的排氣性;對砂箱具體參數進行以上界定，一方面可保證砂箱強度和剛度，另一方面又便于落砂，并可預防跑火等事故的發生。
[0066]本發明的鋁合金水下發射筒尾翼的制造方法，該方法為砂型低壓(差壓)鑄造，并輔以熱處理和機械加工。澆注系統采用縫隙澆注系統，在每個翼的外形面上設置一個縫隙澆道，其立筒頂面高出鑄件頂面一定高度；
[0067]本發明的模具設計及制造步驟中，按照所述澆注系統和砂型、砂芯結構設計制造砂型造型用木模或鋁模。由于翼較薄且較長，為防止翼變形和破裂，采用芯盒代替外模，每相鄰兩翼之間的部分采用一個砂芯成型，外形成型芯盒采用拆分式，便于翼的成型；內腔成型芯盒采用對開式，凸臺采用活塊，便于保證砂芯的形狀和尺寸；
[0068]本發明的專用冷鐵、砂箱設計制造步驟中，鑄件局部厚大部位、筒體外壁和翼的厚大截面處設置冷鐵，筒體外壁冷鐵由兩側到中心逐漸增厚，利于順序凝固和補縮，中間縱向設有筋，高20mm?30mm，寬15mm?25_，便于操作和掛砂，工作面開排氣槽，高度方向分成多段，便于排氣;砂箱為圓形砂箱，兩端面加工平整；
[0069]本發明在生產前齊套所制造模具的各組件，清理干凈模具表面，并在工作表面涂刷脫模劑;對所制造冷鐵進行表面噴砂或拋丸處理，并在其表面均勻的刷上一薄層清漆，然后撒上一層石英砂，待砂層稍濕潤，抖掉余砂，平放在平板上，將其放入烘箱內烘烤，烘烤溫度為200°C?260°C，烘烤時間30min?60min，烘烤后冷卻至室溫，方可造型。
[0070]本說明書未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
【主權項】
1.一種鋁合金水下發射筒尾翼澆注系統，其特征在于:它包括橫澆道(7)、直澆道(8)、與水下發射筒尾翼鑄件中的翼(I)對應的多個立筒(6)，所述橫澆道(7)和直澆道(8)均位于立筒(6)的底部，所述直澆道(8)與橫澆道(7)連通，橫澆道(7)與每個立筒(6)的底部連通，所述水下發射筒尾翼鑄件位于所有立筒(6)圍成的圓柱體區域的內部，所述水下發射筒尾翼鑄件與每個立筒(6)的外側壁之間具有縫隙(5)，每個立筒(6)的頂部與對應的縫隙(5)連通，水下發射筒尾翼鑄件的內腔由內砂芯(9)成型，所述水下發射筒尾翼鑄件的外形、水下發射筒尾翼鑄件的翼(1)、所有立筒(6)和所有縫隙(5)均由外砂芯(12)成型。2.根據權利要求1所述的鋁合金水下發射筒尾翼澆注系統，其特征在于:所述每個縫隙(5)的頂面均為斜面，每個縫隙(5)頂面的底邊緣與水下發射筒尾翼鑄件的頂面平齊。3.根據權利要求2所述的鋁合金水下發射筒尾翼澆注系統，其特征在于:所述每個縫隙(5)頂面的頂邊緣高出底邊緣20?40mm。4.根據權利要求2所述的鋁合金水下發射筒尾翼澆注系統，其特征在于:所述每個縫隙(5)與對應水下發射筒尾翼鑄件的結合端面(10)的厚度t =結合端面(10)相應位置壁厚+(2?4)mm; 所述每個縫隙(5)的厚度由對應結合端面(10)往對應立筒(6)的立筒結合端面(11)方向均勻增厚。5.根據權利要求4所述的鋁合金水下發射筒尾翼澆注系統，其特征在于:所述每個立筒6的直徑D多2t，t為縫隙(5)與對應水下發射筒尾翼鑄件的結合端面(10)的厚度，所述立筒6的直徑從頂端往底端均勻增大。6.根據權利要求4所述的鋁合金水下發射筒尾翼澆注系統，其特征在于:所述直澆道(8)的截面積大于橫澆道(7)的截面積小于升液管的截面積。7.根據權利要求1所述的鋁合金水下發射筒尾翼澆注系統，其特征在于:所述外砂芯(12)對應的芯盒為拆分式，內砂芯(9)對應的芯盒為對開式。8.一種鋁合金水下發射筒尾翼的制造方法，其特征在于，它包括如下步驟: 步驟1:在水下發射筒尾翼鑄件的安裝凸臺(2)、加強筋(3)徑向端面、筒體(4)外壁和翼的厚大截面處設置冷鐵，準備與水下發射筒尾翼鑄件匹配的圓形砂箱，包括中箱、底箱和蓋箱； 步驟2:對水下發射筒尾翼鑄件模具的各組件的工作表面涂刷脫模劑；對冷鐵進行拋丸、刷漆、撒砂并進行烘烤； 步驟3:水下發射筒尾翼澆注材料準備，水下發射筒尾翼采用鑄造鋁合金材料，主要成分質量百分比分別為:Si為6.5%?10.5%，Mg為0.17%?0.75%，余量為Al及雜質，作為雜質的Cu、Mn、Ti和Fe分別為Cu彡0.1% ,Mn彡0.5% ,Ti^0.2% ,Fe^0.6% ； 通過爐前化學成分檢測，并實時調整成分，將鋁合金成分控制在上述要求的范圍之內，進行精煉變質處理； 步驟4:進行所述鋁合金水下發射筒尾翼制造所需的砂型及砂芯的制作，同時制作力學性能試棒的砂型，在蓋箱對應型腔部位扎多個直徑范圍為Φ 3mm?Φ 5mm的排氣孔，在砂芯中心及蓋箱對應位置開直徑范圍為Φ 20mm?Φ 60mm的排氣孔;在砂型、砂芯工作表面涂刷專用涂料，并將砂型、砂芯涂刷涂料表面打磨修整平整，并將該砂型和砂芯放入烘箱進行烘烤，烘烤溫度120 °C?150 °C，烘烤時間1.5?2.5h; 步驟5:按順序下芯，保證砂芯位置準確，安放穩固；吹掉型腔表面的浮砂和塵土，將中箱砂箱放置在底箱上，再往中箱砂箱與外砂芯(12)形成的空隙中填型砂并緊實，待型砂固化后在中箱分型面上抹上密封泥，合蓋箱； 步驟6:利用步驟3的水下發射筒尾翼澆注材料進行鑄件澆注，澆注材料由直澆道(8)、橫澆道(7)和立筒(6)通過縫隙(5)進入型腔實現澆注，在鑄件澆注完畢后澆注力學性能試棒； 步驟7:將鑄件、力學性能試棒從鑄型中取出，采用鋸除的方式去除澆注系統，并清理干凈鑄件表面的砂、毛刺、飛邊，最后進行噴砂或拋丸處理，獲得水下發射筒尾翼鑄件。9.根據權利要求8所述的鋁合金水下發射筒尾翼的制造方法，其特征在于:所述步驟7后還包括步驟8:對步驟7得到的水下發射筒尾翼鑄件整體進行X光探傷檢測，水下發射筒尾翼鑄件內部質量應達到I類鑄件以上要求； 步驟9:水下發射筒尾翼鑄件探傷合格后，與力學性能試棒同爐進行固溶時效熱處理，提高其力學性能，其中固溶處理參數被設定為:保溫溫度535°C，保溫時間6h;時效處理參數被設定為:時效溫度165°C，時效時間8h; 步驟10:通過對力學性能試棒進行拉伸試驗，檢測其抗拉強度、伸長率等力學性能，用以評判同爐鑄件力學性能是否滿足要求； 步驟11:對水下發射筒尾翼鑄件進行機械加工，保證裝配和重量要求； 步驟12:將加工合格水下發射筒尾翼鑄件在3.3MPa水壓下打壓2h，檢測水下發射筒尾翼鑄件耐壓性和水密性； 步驟13:對加工合格并滲漏檢測合格的水下發射筒尾翼鑄件外表面進行氧化處理。10.根據權利要求8所述的鋁合金水下發射筒尾翼的制造方法，其特征在于:所述步驟2中的烘烤溫度為245?255°C，烘烤時間為40?50min; 所述步驟6中，澆注溫度為690°C?730°C，充型壓力為30kPa?80kPa，充型速度為30kPa/s?60kPa/s，結殼增壓壓力為OkPa?lOkPa，結殼時間為Os?10s，結晶增壓壓力為20kPa?60kPa，結晶保壓時間為300s?800s，澆注時同步壓力被控制為400kPa?800 kPa。
【文檔編號】C22C21/02GK105880522SQ201610321101
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月16日
【發明人】王德清, 史勇, 陳輝, 尹家新, 李洪平, 劉杰, 蘇鵬
【申請人】湖北三江航天萬峰科技發展有限公司