[发明专利]一种铝合金水下发射筒尾翼制造方法

说明书

技术领域

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

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。

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。

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。

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。

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。

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

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。

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。

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、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；

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≤0.1％,Mn≤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Φ3mm～Φ5mm的排气孔，在砂芯中心及盖箱对应位置开直径范围为Φ20mm～Φ60mm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℃～150℃，烘烤时间1.5～2.5h；