１铸件结构与工艺研制
支架是一种典型异型薄壁铝合金铸件，为某型号用整体结构件，该铸件为ＨＢ９６３－２００５中Ⅰ类铸件，材料为ＨＢ９６２－２００１中的ＺＬ１０１Ａ合金，壁厚最薄处为３ｍｍ，其面积占铸件面积的８０％，最厚处为６ｍｍ，，外形尺寸为６２０ｍｍ×４３０ｍｍ×３１０ｍｍ，铸件模型。该铸件的铸造难度较大，一般重力浇注方法难以获得形状完整的铸件，故采用熔模铸造和低压铸造相结合的方法进行生产。
２凝固成形工艺
支架铸件采用缝隙式浇注系统，采用硅溶胶－硅酸乙酯复合型壳（面层采用２层硅溶胶，背层采用４．５层硅酸乙酯）。由于该铸件的尺寸在熔模铸造中属于中大尺寸的铸件，为加强型壳强度，制壳时，第４层采用铁丝捆绑加强型壳强度。此外，由于铸件壁厚较薄，为利于充型，保证排气顺利，需焊接排气条。型壳采用蒸汽釜脱蜡，脱蜡后高温焙烧，并将型壳温度预热至３００℃，浇注温度为（７２０±５）℃。型壳置于低压浇注平台上，用石英砂填埋型壳周围空间，保证浇注时型壳不破裂导致“跑火”。
３热处理工艺参数优化与校正工装设计
在实际生产中，零件在加热升温过程中表面升温快，心部升温慢，表面和心部存在温差造成热应力。加热速度越快，零件壁厚越大，温差就越大，所产生的热应力也就越大［４］。因此，为减小铸件的变形，对固溶处理加热过程进行控制，采取的措施如下。（１）采用阶梯温度通过增加阶梯级别，能够有效减小加热过程中的温差，从而减小变形。在到达固溶温度以前，在４００、４６０、５２０℃下分别保温１ｈ。（２）升温速度在低温阶段，升温速度可以大一些，高温阶段，升温速度就应该小一点。因此，低温阶段升温速度控制在１５０～２００℃／ｈ，高温阶段升温速度控制在２０～５０℃／ｈ。（３）淬火水温淬火时冷却速度越大，性能越高，但形成的内应力也越大［５］，导致铸件变形程度越大。因此，为减小淬火变形，降低了淬火冷却速度，从而降低内应力，铸件采用８０～８５℃的水进行淬火。（４）铸件装夹方式大型铝合金铸件在固溶处理长时间加热时，由于自重大，如果摆放方式不当，加热过程中容易产生变形［４］。因此，为减小铸件热处理及淬火时的变形，制作专用热处理工装进行装卡，铸件与工装捆绑在一起，悬空部位要垫平、垫实。（５）铸件校正制作了专用热处理校正工装进行校正。由于铸件壁厚较薄，必须采用基于测量、统计的反变形余量设计热处理校正工装，避免铸件翘曲时无法校正到位。
４机械加工基准设计
铸件的所有面均为曲面，虽然铸件经专用工装校正，严格控制铸件的变形量，但经校正的铸件亦无法与三维数模的理论曲面完全一致，若直接按照三维数模加工铸件，将导致铸件无法加工，因此必须设计专用机加工基准，保证机加工基准与铸件校正模胎（即校正工装）的基准一致。设计方法如下：①将铸件主曲面置于校正模胎，并将校正模胎置于尺寸检验平台；②取两件方箱置于校正模胎两侧，并且紧贴校正模胎；③采用激光投影，调整两侧方箱至同一平面；④将划针紧贴方箱，沿着铸件刻划两条基准线；⑤铸件置于加工平台后，以两条垂直线找正。
５铸件性能与参数检测
支架铸件的技术要求为检验工装与铸件曲面之间的缝隙控制在±０．５ｍｍ，铸件的质量公差控制在（４８６０±５０）ｇ。通过以上工艺措施，完成加工的铸件见图５。经检验，检验工装与铸件曲面之间的间隙为±０．５ｍｍ，铸件质量为４８９２ｇ，两项指标均满足技术要求。
６结语
以典型异型薄壁铝合金铸件支架为研究对象，通过合理的铸造工艺、适当的热处理工艺及校正措施，同时设计与校正工装一致的机加基准，成功研制出合格的支架铸件。
作者：潘俊杰 单位：中国航空工业集团公司北京航空材料研究院