一、大型铝合金曲面铸件的结构特点及工艺难点
曲面铸件轮廓尺寸为2622mmX1200mmX300mm，较小壁厚32mm，筋厚40mm，四周法兰厚94mm，材质为ZL114 A合金，净重1100kg，其形状和铸造工艺。该铸件下部有28个φ120mm的圆柱形柱脚，柱脚位于井字形筋的交结点上。该曲面铸件的显著特点是结构厚大，铸造工艺的一个技术难点是解决厚大部位容易出现的缩松、缩孔问题。浇注该曲面铸件约需1500kg铝液，大量铝液在由浇包经浇口杯进入铸型的过程中，会产生大量的二次氧化渣，如何去除氧化渣是第二个技术难点。在浇注过程中，曲面铸件上部设置多个大型补缩明冒口，大型铝冒口的切割是第三个技术难点。曲面铸件在长度方向上为非对称结构，在铸件凝固时，变形应力很大，如何防止变形是第四个技术难点。另外，这种铸件浇注后的浮箱力也很大，防止浮箱、涨箱也是不可忽视的问题。
二、铸造工艺设计
由于大型曲面铸件型体较大，结构较复杂，故采用强度较高的呋喃改性酚醛树脂砂制造型芯，采用组芯造型。铸型分上下两型，中间有36块砂芯，砂芯通过气眼向下型排气。(φ120mm)，这些部位不允许有缩松、缩孔缺陷，内部组织要求致密，故在工艺设计时，将其放在下部，曲面在上造型。在浇注时，将铸型远离直浇道的一头垫起15°，以确保铝液充型平稳和排气。
1.浇注系统
扩张式浇注系统的优点是金属液在横浇道和内浇道中的流速较慢，充型平稳，不易产生紊流，可以防止夹渣和吸气。
2.冒口与冷铁
由于曲面铸件下部有28个φ120mm的高度不等的圆柱形柱脚，要保证铸件从上到下组织致密，无缩松，缩孔缺陷，只在曲面铸件上部设冒口，下部设外冷铁是不够的，不能解决中间段的补缩问题。因此，在圆柱体的中段要设置与铸件材质相同的内冷铁，即用φ30mm的ZL114 A铝棒作内冷铁，从柱脚高的2/3高度向下放置。作为内冷铁的铝棒，在使用前需经喷砂和烘干处理，在组型时固定于下型上，以防在浇注时浮起。
对于壁厚超过32mm的曲面部位，为了防止出现轴向缩松，在每个井字形筋中间曲面下部的方形砂芯上端设置1块外冷铁，与顶冒口配合可以建立局部冷铁一冒口的顺序凝固。顶冒口为明冒口，在铸件四周厚94mm的法兰上设计长方形截面冒口，在井字形筋的交点上设计圆形截面冒口，冒口模数设计为冒口根部模数的1.2~1.5倍，而冒口根部模数为铸件该处热节模数的1.2~1.5倍。42个冒口一律采用保温冒口。
冒口的切割是生产中的一大难题，因为在用火焰切割的过程中会产生大量的氧化渣，切割难度很大。故在工艺设计时采用了易割冒口措施，即在冒口根部放置一过滤网，冒口和过滤网四周用树脂砂封固，在清理时只要用一重物撞击冒口，即可将其清除。
3.合金的熔炼与净化
浇注合金为ZL114 A铝合金，采用1.5t的大型熔铝炉熔炼，并用CaCh和氢气联合精炼技术处理，用三元变质剂作变质处理后，于735℃出炉浇注。
由于高温铝液与空气接触极易氧化而形成Y-Al2O3氧化渣，其密度为3.47g/cm3，单纯靠浇注系统的重力分离法是很难去除的。何况在浇注时，高温铝液与空气直接接触并卷入大量气体，都可以使铝液形成二次氧化渣。为了确保铸件的力学性能，在高温铝液进入型腔之前，必须进行过滤净化处理。因此，在工艺设计时，铝压铸件在直浇道与横浇道交接处放置泡沫陶瓷过滤片。为了在过滤片处不影响金属液流量，将直浇道与横浇道交接处的浇道截面积扩大为原横浇道面积的8倍，单个过滤片的有效过滤面积同样也为原横浇道面积的8倍。
4铸型的紧固
在大型铸件，特别是具有大平面铸件的铸造过程电浮箱力和胀箱力是不容忽视的，否则轻者跑火，重则使铸件报废。
铸型的上型重约2t，所以要有大于10.7t重的压箱力才能保证不出现浮箱。实际上由于有明冒口的作用，所需压箱力要小于10.7t。为了提高明冒口的补缩效果，浇注后需要用温度较高的铝液点浇冒口。如果压箱物太多，会影响点浇冒口操作。因此，研究设计了如下解决浮箱问题的措施。即，芯骨采用100#槽钢焊接成具有足够强度的骨架，制芯合型后，在铸型四周挖开10处，使其露出部分芯骨，将上下型芯骨焊接成一体。这样，即使不围箱，不压箱，也可以保证在浇注过程中不浮箱，不胀箱。浇注3天后打箱，使应力缓慢释放，可以防止变形。
用上述铸造工艺浇注了6件ZL114 A曲面铸件，经过清理、划线、局部探伤检查和机械加工，全部符合设计和使用要求，在装机运行中未发现任何缺陷，说明工艺设计合理、适用。在大型铝合金曲面铸件的铸造过程中，①采用泡沫陶瓷过滤片去除浇注过程中产生的二次氧化渣，解决了大型铝合金铸件的夹渣问题；②采取内冷铁、外冷铁及冒口的合理配合使用的措施，解决了厚大铝铸件缩松、缩孔问题；③采用易割冒口措施，缩短了清铲时间，提高了生产效率，为大型铝铸件生产积累了经验。
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