一种主体框架铸造工艺的制作方法

本发明涉及铸件铸造工艺技术领域，具体是一种主体框架铸造工艺。

背景技术：

主体框架是某型号导弹的一个重要结构件，材料为zm5，热处理状态为t4，铸件类型为ⅱ类，技术标准为hb7780。铸件为框架结构，水平位置为三块八边形结构的板，由四块侧立板将其连接，其中水平的三块板中，上下两块板中心有一较大的穿孔，中间幅板将上下分开为两个独立部分，四块侧立板上开有窗口。铸件毛坯如图1所示。

目前该主体框架铸件铸造存在如下问题：(1)铸件内部质量要求高，外形不规则，浇注系统设计难度大；(2)铸件为空框结构，外模和坭芯组合时比较困难，易掉砂，如果将外模加大，铸件“皮缝”太厚，给切割打磨带来困难；(3)铸件中间的幅板将上、下分开为两个独立部分，上部坭芯无处支撑，而且中间幅板厚大(厚18mm)，容易出现铸造缺陷。

因此，寻找一种正确合适的铸造工艺，是确保主体框架铸件的内部质量和外形尺寸的关键。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种主体框架铸造工艺，具体内容如下：

一种主体框架铸造工艺，包括如下步骤：

(1)浇注准备：采用压差浇注，4根缝隙浇道成十字分布，如图2所示，在垂直方向的上的两根浇道，仅在三块水平位置板处与铸件相连，如图3所示，在两板之间用一块40mm×10mm的板将其相连，如图4所示，该设置一方面增大了金属液的流量，另一方面对铸件起到加强筋作用，防止铸件变形；

(2)模具准备：将铸件的外模模具整体放大2毫米，此时形成的“皮缝”易于切割打磨，在坭芯与外模配合时，将外模用水平尺调平，这样外模和坭芯组合时不会碰闯，不会掉砂，避免了铸件的“夹砂”和“掉砂”缺陷；

(3)支撑处理：在铸件的两斜边和对边的缝隙浇道旁各加两块砂，将上下两截坭芯连接起来，如图5所示，铸件中间的幅板将上下分开为两个独立部分，上下坭芯无处支撑，而且中间幅板厚大(厚18mm)，容易出现铸造缺陷，将上下两截坭芯连接起来，此时，上部分坭芯得到了支撑；

(4)浇注：外模采用湿砂造型，坭芯采用树脂砂造型，在铸件的壁板和上、下框内圆面上摆放冷铁，中间幅板下平面全摆放冷铁，715℃-720℃进行浇注。

优选的，所述步骤(1)，在热处理后的机加工过程中将在两板之间用于相连的板去掉。

优选的，所述步骤(4)，浇注参数为：升液速度11mbar/s、充型速度8mbar/s、增压速度7mbar/s、增压时间10s、保压时间180s、下罐压力0.505mpa，此时浇注效果较好。

优选的，所述步骤(4)，浇注前，在形成中间幅板上平面的上部坭芯上打出气眼，以防止中间幅板出现“沟槽”缺陷。

优选的，所述铸件中间幅板部位的上部坭芯上加有冒口，对中间幅板进行补缩和排气。进一步优选的，所述冒口，从上层幅板的穿孔中通过。进一步优选的，所述冒口，是φ40mm的小冒口。进一步优选的，所述冒口，共有4只。主体框架铸造过程中，会产生铸造缺陷，产生“疏松”、“气孔”缺陷是补缩不足和排气不畅，铸件中间幅板部位的上部坭芯上加冒口，对中间幅板进行补缩和排气即可将缺陷排除。根据主体框架的结构，冒口必须从上层幅板的穿孔中通过，如果采用的冒口过大，冒口不易切割打磨，因此采用4只φ40mm的小冒口对中间幅板进行补缩和排气。如图6所示。

(1)针对“铸件内部质量要求高，外形不规则，浇注系统设计难度大”的特点，决定采用压差浇注，确保铸件质量。4根缝隙浇道成十字分布，如图2所示。在垂直方向的上的两根浇道，仅在三块水平位置板处与铸件相连，如图3所示。因此，在两板之间用一块40mm×10mm的板将其相连，如图4所示。一方面增大了金属液的流量，另一方面对铸件起到加强筋作用，防止铸件变形，在热处理后的机加工过程中将其去掉。

(2)针对“铸件为空框结构，外模和坭芯组合时比较困难，易掉砂，如果将外模加大，铸件“皮缝”太厚，给切割打磨带来困难”的工艺难点，将铸件的外模模具整体放大2毫米，形成的“皮缝”易于切割打磨，在坭芯与外模配合时，将外模用水平尺调平，这样外模和坭芯组合时不会碰闯，不会掉砂，避免了铸件的“夹砂”和“掉砂”缺陷。

(3)针对“铸件中间的幅板将上下分开为两个独立部分，上下坭芯无处支撑。而且中间幅板厚大(厚18mm)，容易出现铸造缺陷”的工艺难点，根据铸件的外形结构，将芯盒作了“特殊”设计：在铸件的两斜边和对边的缝隙浇道旁各加两块砂，将上下两截坭芯连接起来，这样，上部分坭芯就有了支撑。如图5所示。

在铸造过程中，铸件的中间幅板上仍旧有部分出现“疏松”、“气孔”的缺陷，针对该缺陷进行分析，产生“疏松”、“气孔”缺陷是补缩不足和排气不畅，铸件中间幅板部位的上部坭芯上加冒口，对中间幅板进行补缩和排气即可将缺陷排除。根据主体框架的结构，冒口必须从上层幅板的穿孔中通过，如果采用的冒口过大，冒口不易切割打磨，因此采用4只φ40mm的小冒口对中间幅板进行补缩和排气。如图6所示。经工艺改进后，铸件内部质量进一步满足技术要求。

与现有技术相比，本发明创造的技术效果体现在：

(1)针对“铸件内部质量要求高，外形不规则，浇注系统设计难度大”的特点，决定采用压差浇注，确保铸件质量。4根缝隙浇道成十字分布，如图2所示。在垂直方向的上的两根浇道，仅在三块水平位置板处与铸件相连，如图3所示。因此，在两板之间用一块40mm×10mm的板将其相连，如图4所示。一方面增大了金属液的流量，另一方面对铸件起到加强筋作用，防止铸件变形，在热处理后的机加工过程中将其去掉。

(2)针对“铸件为空框结构，外模和坭芯组合时比较困难，易掉砂，如果将外模加大，铸件“皮缝”太厚，给切割打磨带来困难”的工艺难点，将铸件的外模模具整体放大2毫米，形成的“皮缝”易于切割打磨，在坭芯与外模配合时，将外模用水平尺调平，这样外模和坭芯组合时不会碰闯，不会掉砂，避免了铸件的“夹砂”和“掉砂”缺陷。

(3)针对“铸件中间的幅板将上下分开为两个独立部分，上下坭芯无处支撑。而且中间幅板厚大(厚18mm)，容易出现铸造缺陷”的工艺难点，根据铸件的外形结构，将芯盒作了“特殊”设计：在铸件的两斜边和对边的缝隙浇道旁各加两块砂，将上下两截坭芯连接起来，这样，上部分坭芯就有了支撑。

附图说明

图1是本发明的铸件毛坯结构示意图；

图2是本发明的缝隙浇道结构示意图；

图3是本发明的缝隙浇道与铸件相连结构示意图；

图4是本发明的缝隙浇道与铸件相连结构示意图(在两板之间加用板相连)；

图5是本发明的坭芯连接结构示意图；

图6是本发明的坭芯连接结构示意图；

图中：1-缝隙浇道，2-主体框架。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

实施例1

(1)浇注准备：采用压差浇注，4根缝隙浇道成十字分布，在垂直方向的上的两根浇道，仅在三块水平位置板处与铸件相连，在两板之间用一块40mm×10mm的板将其相连，在热处理后的机加工过程中将在两板之间用于相连的板去掉；

(2)模具准备：将铸件的外模模具整体放大2毫米，在坭芯与外模配合时，将外模用水平尺调平；

(3)支撑处理：在铸件的两斜边和对边的缝隙浇道旁各加两块砂，将上下两截坭芯连接起来；

(4)浇注：外模采用湿砂造型，坭芯采用树脂砂造型，在铸件的壁板和上、下框内圆面上摆放冷铁，中间幅板下平面全摆放冷铁，715℃-720℃进行浇注，浇注参数为：升液速度11mbar/s、充型速度8mbar/s、增压速度7mbar/s、增压时间10s、保压时间180s、下罐压力0.505mpa。

实施例2

(1)浇注准备：采用压差浇注，4根缝隙浇道成十字分布，在垂直方向的上的两根浇道，仅在三块水平位置板处与铸件相连，在两板之间用一块40mm×10mm的板将其相连，在热处理后的机加工过程中将在两板之间用于相连的板去掉；

(2)模具准备：将铸件的外模模具整体放大2毫米，在坭芯与外模配合时，将外模用水平尺调平；

(3)支撑处理：在铸件的两斜边和对边的缝隙浇道旁各加两块砂，将上下两截坭芯连接起来；

(4)浇注：外模采用湿砂造型，坭芯采用树脂砂造型，在铸件的壁板和上、下框内圆面上摆放冷铁，中间幅板下平面全摆放冷铁，在形成中间幅板上平面的上部坭芯上打出气眼，715℃-720℃进行浇注，浇注参数为：升液速度11mbar/s、充型速度8mbar/s、增压速度7mbar/s、增压时间10s、保压时间180s、下罐压力0.505mpa。

实施例3

(1)浇注准备：采用压差浇注，4根缝隙浇道成十字分布，在垂直方向的上的两根浇道，仅在三块水平位置板处与铸件相连，在两板之间用一块40mm×10mm的板将其相连，在热处理后的机加工过程中将在两板之间用于相连的板去掉；

(2)模具准备：将铸件的外模模具整体放大2毫米，在坭芯与外模配合时，将外模用水平尺调平；

(3)支撑处理：在铸件的两斜边和对边的缝隙浇道旁各加两块砂，将上下两截坭芯连接起来；

(4)浇注：外模采用湿砂造型，坭芯采用树脂砂造型，在铸件的壁板和上、下框内圆面上摆放冷铁，中间幅板下平面全摆放冷铁，715℃-720℃进行浇注，浇注参数为：升液速度11mbar/s、充型速度8mbar/s、增压速度7mbar/s、增压时间10s、保压时间180s、下罐压力0.505mpa。

所述铸件中间幅板部位的上部坭芯上加有4只φ40mm的小冒口，所述冒口从上层幅板的穿孔中通过。

实施例4

(1)浇注准备：采用压差浇注，4根缝隙浇道成十字分布，在垂直方向的上的两根浇道，仅在三块水平位置板处与铸件相连，在两板之间用一块40mm×10mm的板将其相连，在热处理后的机加工过程中将在两板之间用于相连的板去掉；

(2)模具准备：将铸件的外模模具整体放大2毫米，在坭芯与外模配合时，将外模用水平尺调平；

(3)支撑处理：在铸件的两斜边和对边的缝隙浇道旁各加两块砂，将上下两截坭芯连接起来；

(4)浇注：外模采用湿砂造型，坭芯采用树脂砂造型，在铸件的壁板和上、下框内圆面上摆放冷铁，中间幅板下平面全摆放冷铁，在形成中间幅板上平面的上部坭芯上打出气眼，715℃-720℃进行浇注，浇注参数为：升液速度11mbar/s、充型速度8mbar/s、增压速度7mbar/s、增压时间10s、保压时间180s、下罐压力0.505mpa。

所述铸件中间幅板部位的上部坭芯上加有4只φ40mm的小冒口，所述冒口从上层幅板的穿孔中通过。

将实施例1-4所得的主体框架铸件进行进行“x”光和荧光探伤，结果如下：

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明的技术方案并不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。