[发明专利]大型铝镁合金薄壁舱体减少变形铸造方法及结构

说明书

本发明提供了一种大型铝镁合金薄壁舱体减少变形铸造方法及结构，该方法包括如下步骤：结构设计，根据舱体形状尺寸设计坭芯、外模、型腔缝隙、浇道，然后在坭芯中增设竖撑型腔、围绕竖撑型腔的多个横撑型腔，横撑型腔连接型腔缝隙处的周围增设阻断冷铁；砂型制造，分别制造坭芯、外模；合模浇铸。采用本发明，有效减小了舱体铸造及热处理过程中的变形量，无需进行机械校正，节省了劳动力，且避免了矫正过程对舱体造成破坏，节约了成本；通过竖撑型腔、横撑型腔分别形成竖撑杆、横撑杆，并且由阻断冷铁保证了浇铸过程中的铸件成型质量，铸件精度达到Ct7～Ct6的公差等级要求。

技术领域

本发明涉及镁铝合金薄壁舱体铸造技术领域，具体涉及一种大型铝镁合金薄壁舱体减少变形铸造方法及其铸造结构。

背景技术

大型铝镁合金薄壁舱体一般直径≥600mm，壁厚≤4mm，其铸件在热处理过程中通常会有较大的变形量，变形量最大可达到4～5mm甚至更多。过大的变形量会导致后续舱体铸件在加工过程无法完成，导致零件报废。减少这种变形通常采用机械校正的方法，通过机械校正可以将舱体铸件变形量控制在2mm～3mm内，所以在铸造工序中通常需要在加工面增设加工余量，非加工面增设铸造补正工艺量，控制铸造收缩率，保证舱体铸件在热处理变形后能够顺利完成机械加工。

通过机械校正铸件，减少变形量，这对操作者具有很高的技能水平要求，劳动强度非常大。另外，由于舱体铸件经过热处理，整个舱体的刚性较弱，采用机械校正容易对舱体铸件造成整体性破坏，使舱体内部出现裂纹、局部变形等。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种大型铝镁合金薄壁舱体减少变形铸造方法及结构。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供了一种大型铝镁合金薄壁舱体减少变形铸造方法，包括如下步骤：

A、结构设计，根据舱体形状尺寸设计坭芯、外模、型腔缝隙、浇道，然后在坭芯中增设竖撑型腔、围绕竖撑型腔的多个横撑型腔，横撑型腔的两端分别连通竖撑型腔、型腔缝隙，横撑型腔连接型腔缝隙处的周围增设阻断冷铁；

B、砂型制造，分别制造坭芯、外模，对型腔缝隙、浇道、竖撑型腔和横撑型腔之外的部位填充型砂；

C、合模浇铸，金属液进入型腔缝隙、竖撑型腔、横撑型腔，冷却形成铸件、以及与铸件一体的竖撑杆、横撑杆。

所述步骤A、结构设计，横撑型腔沿着坭芯的高度方向设有多层，每一层有数个横撑型腔。

每一层横撑型腔为周向均布的四个。

坭芯的顶面和底面分别设有一层横撑型腔。

每一层相邻的两个横撑型腔之间设有阻断冷铁。

阻断冷铁的两端分别连通同一层相邻的两个横撑型腔，阻断冷铁的外侧面连通型腔缝隙。

在舱体为回转体的情况下，阻断冷铁为弧形。

所述坭芯为多层的层叠结构，每一层坭芯上设有1～2层横撑型腔。

所述步骤B、砂型制造，采用砂型3D打印或舂砂造型制造坭芯。

所述舂砂造型具体为：将芯盒置于平板上，放置横撑型腔、竖撑型腔的模具、阻断冷铁，舂砂，再放置第二层横撑型腔的模具、阻断冷铁，舂砂完成后做出芯头定位槽，造型完成时取出横撑型腔、竖撑型腔的模具、阻断冷铁；按同样的方法做好所有坭芯后，通过芯头定位槽将坭芯定位。

本发明还提供了一种大型铝镁合金薄壁舱体减少变形铸造结构，包括坭芯、外模，所述坭芯位于外模内，坭芯与外模之间形成型腔缝隙，外模上设有浇道，浇道与型腔缝隙连通，坭芯上设有竖撑型腔、横撑型腔，所述横撑型腔围绕竖撑型腔设有多个，横撑型腔的两端分别连通竖撑型腔、型腔缝隙，横撑型腔连接型腔缝隙处的周围设有阻断冷铁。