防止精密铸造模壳脱蜡胀裂的方法及航空发动机 |
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申请号 | CN202410003968.3 | 申请日 | 2024-01-03 | 公开(公告)号 | CN118023475A | 公开(公告)日 | 2024-05-14 |
申请人 | 中国航发南方工业有限公司; | 发明人 | 俞泽丰; 匡贤羿; 谢维; 平杭; 雷四雄; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种防止精密 铸造 模壳脱蜡胀裂的方法及航空 发动机 ,包括:S1.备蜡,完成蜡模制备后准备热敏感蜡料并加热融化,热敏感蜡的熔点低于蜡模中浇道蜡的熔点;S2.涂蜡,将热敏感蜡以蜡模的 浇口杯 位置 为起点进行目标区域的浇淋或涂挂,完成后冷却 凝固 ;S3.制壳,使用设置有热敏感蜡的蜡模制备模壳;S4.脱蜡,于加热釜加热模壳使模壳内腔的热敏感蜡达到熔点 熔化 排出进而在浇口杯蜡、浇道蜡及零件蜡开始熔化前以模壳的浇口杯位置为起点于浇口杯蜡和模壳内壁之间形成排蜡通道,并使浇道蜡和零件蜡熔化后经排蜡通道排出。 | ||||||
权利要求 | 1.一种防止精密铸造模壳脱蜡胀裂的方法,其特征在于,包括: |
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说明书全文 | 防止精密铸造模壳脱蜡胀裂的方法及航空发动机技术领域[0001] 本发明涉及精密铸造领域,特别地,涉及一种防止精密铸造模壳脱蜡胀裂的方法及航空发动机。 背景技术[0002] 精密铸造的工艺流程是蜡模成型‑蜡模组树‑制壳‑熔炼浇注‑清理切割等,其中制壳是通过一层耐火浆料、一层耐火砂循环交替涂挂在蜡模组树外,制备具有一定厚度耐火材料模壳的工序,然后在蒸汽脱蜡釜中将模壳内的蜡料脱除以获得模壳。 [0003] 精密铸造模壳在高压蒸汽脱蜡需要高温蒸汽对模壳由外向内的加热,固态蜡料受热及融化会伴随体积膨胀,对脆性的模壳产生大的挤压力,若蜡料不能顺畅的从模壳中排出,轻则极易造成模壳开裂引入铸件壳渣,重则导致浇注漏钢,影响生产正常进行。 [0004] 专利号:201711407482.2中公开了一种陶瓷型壳脱蜡方法,通过设置厚度渐变的阻热层使陶瓷型壳内部的蜡模由脱蜡口为起点由外向内逐渐融化达到辅助脱蜡控制脱蜡顺序的目的,避免杂质和裂纹,但阻热层的熔点高于蜡料熔点,虽然阻热层的设置能够达到控制蜡料融化顺序的效果,但却大幅降低了脱蜡效率,并且,陶瓷型壳外全包覆的设置厚度渐变的阻热层的实际操作难度大、效率低、耗费蜡料多、工时长,综合成本较高。 发明内容[0005] 本发明提供了一种防止精密铸造模壳脱蜡胀裂的方法及航空发动机,以解决现有技术中精密铸造模壳脱蜡过程中固态蜡料受热融化伴随体积膨胀对脆性的模壳产生挤压力造成模壳开裂的技术问题。 [0006] 本发明采用的技术方案如下: [0007] 一种防止精密铸造模壳脱蜡胀裂的方法,包括: [0008] S1.备蜡,完成蜡模制备后准备热敏感蜡料并加热融化,热敏感蜡的熔点低于蜡模中浇道蜡的熔点; [0010] S3.制壳,使用设置有热敏感蜡的蜡模制备模壳; [0011] S4.脱蜡,于加热釜加热模壳使模壳内腔的热敏感蜡达到熔点熔化排出进而在浇口杯蜡、浇道蜡及零件蜡开始熔化前以模壳的浇口杯位置为起点于浇口杯蜡和模壳内壁之间形成排蜡通道,并使浇道蜡和零件蜡熔化后经排蜡通道排出。 [0012] 作为上述技术方案的进一步改进,S1包括: [0013] S11.将准备的热敏感蜡加热融化; [0014] S12.对融化好的液态热敏感蜡充分保温,处理气泡。 [0015] 作为上述技术方案的进一步改进,步骤S12还包括: [0017] 作为上述技术方案的进一步改进,步骤S2还包括: [0018] 成型的热敏感蜡的厚度由浇口杯向浇道方向逐渐减薄,或浇口杯位置的热敏感蜡料厚度大于浇道位置的热敏感蜡料厚度。 [0019] 作为上述技术方案的进一步改进,步骤S2包括: [0020] S21.于蜡模上目标区域涂覆一层热敏感蜡,冷却凝固; [0021] S22.向浇口杯排蜡口边沿方向缩小目标区域涂覆一层热敏感蜡,冷却凝固; [0022] S23.重复步骤S21‑S22直至涂覆至浇口杯排蜡口边沿。 [0023] 作为上述技术方案的进一步改进,步骤S2包括: [0025] S22.于目标区域涂覆一层预设温度条件的热敏感蜡。 [0026] 作为上述技术方案的进一步改进,步骤S22还包括: [0027] 将热敏感蜡浇淋至蜡模上目标区域,或者,将目标区域浸润至液态热敏感蜡中预设时长后提出。 [0028] 作为上述技术方案的进一步改进,所述目标区域为蜡模浇口杯边沿经浇道至零件蜡的外表面。 [0029] 作为上述技术方案的进一步改进,浇口杯蜡及浇道蜡为第一预设颜色,所述热敏感蜡为第二预设颜色,所述零件蜡为第三预设颜色。 [0030] 根据本发明的另一方面,还提供了一种航空发动机,应用有以上任一所述的防止精密铸造模壳脱蜡胀裂的方法 [0031] 本发明具有以下有益效果: [0032] 本工艺方法通过对蜡模表面目标区域涂覆热敏感蜡后进行模壳制备,模壳脱蜡工序中,当模壳温度升高至与浇道表层的热敏感蜡熔点一致时,此时蜡模表层的热敏感蜡即开始融化排出,并在模壳内表面和浇道之间形成通道,而内部浇道蜡的蜡料仍处于升温阶段未开始融化,当表层热敏感蜡料全部融化后,浇道蜡和浇口杯蜡料受热融化,此时因存在热敏感蜡排净后留下的排蜡通道,浇道蜡可顺畅地从模壳中排出而不挤压模壳,与一般脱蜡过程相比,模组表面涂覆的热敏感蜡可通过推迟热量传导、减小蜡料对模壳的挤压,最终起到防止模壳胀裂的效果,在更宽的脱蜡温度和压力范围内,都能保证蜡料由外层到内层,由浇口杯至零件的顺序完成蜡料的融化及排出,陶瓷材质的模壳不承受过大的挤压力而产生裂纹甚至破裂,相较于现有脱蜡工艺下模壳裂纹概率高达25%而言,本工艺方法中基本避免了裂纹产生的问题; [0033] 另一方面,在蜡模成型并拼接完成后进行热敏感蜡的涂覆,随后进行制壳,整体工序、操作简单; [0034] 另一方面,由于蜡模目标区域表面的热敏感蜡为液态涂挂并经冷却凝固得到,相比常规压制成型的浇口杯蜡及浇道蜡的表面更为光滑,因此最终得到的模壳表面更为光滑,进而有效抵御浇注时金属液对模壳表面的侵蚀,并降低铸件模壳夹渣的风险。 附图说明[0037] 图1是现有技术的脱蜡方式; [0038] 图2是本发明优选实施例涂覆热敏感蜡料示意图。 具体实施方式[0039] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 [0040] 参照图1至图2,本发明的优选实施例提供了一种防止精密铸造模壳脱蜡胀裂的方法,包括: [0041] S1.备蜡,完成蜡模制备后准备热敏感蜡料并加热融化,热敏感蜡的熔点低于浇道蜡的熔点; [0042] S2.涂蜡,将热敏感蜡以蜡模的浇口杯位置为起点进行目标区域的浇淋或涂挂,完成后冷却凝固; [0043] S3.制壳,使用设置有热敏感蜡的蜡模制备模壳; [0044] S4.脱蜡,于加热釜加热模壳使模壳内腔的热敏感蜡达到熔点熔化排出进而在浇口杯蜡、浇道蜡及零件蜡开始熔化前以模壳的浇口杯位置为起点于浇口杯蜡和模壳表面之间形成排蜡通道,并使浇道蜡和零件蜡熔化后经排蜡通道排出。 [0045] 其中,蜡模的制备以及制壳工艺均参照现有技术实现,浇道蜡和浇口杯蜡为同一蜡料;目标区域为蜡模浇口杯边沿经浇道至零件蜡的外表面,即浇口杯蜡和浇道蜡的外表面;本实施例中的热敏感蜡为熔点低于浇道蜡熔点和浇口杯蜡熔点的蜡料; [0046] 可以理解的是,本工艺方法通过对蜡模表面目标区域涂覆热敏感蜡后进行模壳制备,模壳脱蜡工序中,当模壳温度升高至与浇道表层的热敏感蜡熔点一致时,此时蜡模表层的热敏感蜡即开始融化排出,并在模壳内表面和浇道之间形成通道,而内部浇道蜡的蜡料仍处于升温阶段未开始融化,当表层热敏感蜡料全部融化后,浇道蜡和浇口杯蜡料受热融化,此时因存在热敏感蜡排净后留下的排蜡通道,浇道蜡可顺畅地从模壳中排出而不挤压模壳,与一般脱蜡过程相比,模组表面涂覆的热敏感蜡可通过推迟热量传导、减小蜡料对模壳的挤压,最终起到防止模壳胀裂的效果,在更宽的脱蜡温度和压力范围内,都能保证蜡料由外层到内层,由浇口杯至零件的顺序完成蜡料的融化及排出,陶瓷材质的模壳不承受过大的挤压力而产生裂纹甚至破裂,相较于现有脱蜡工艺下模壳裂纹概率高达25%而言,本工艺方法中基本避免了裂纹产生的问题; [0047] 另一方面,在蜡模成型并拼接完成后进行热敏感蜡的涂覆,随后进行制壳,整体工序、操作简单; [0048] 另一方面,由于蜡模目标区域表面的热敏感蜡为液态涂挂并经冷却凝固得到,相比常规压制成型的浇口杯蜡及浇道蜡的表面更为光滑,因此最终得到的模壳表面更为光滑,进而有效抵御浇注时金属液对模壳表面的侵蚀,并降低铸件模壳夹渣的风险。 [0049] 需要说明的是,常规压制成型的蜡模表面粗糙度约为3.2‑1.6μm,热敏感蜡液态涂挂冷却成型后的蜡模表面粗糙度约为0.4‑0.2μm。 [0050] 本实施例中,浇口杯蜡及浇道蜡为第一预设颜色,热敏感蜡为第二预设颜色,零件蜡为第三预设颜色,通过设置不同的颜色更便于进行区分,同时提醒操作者进行模壳第一层涂制时专注于零件浆料的涂挂质量,并保护零件。 [0051] 本实施例中,S1包括: [0052] S11.将准备的热敏感蜡加热融化; [0053] S12.对融化好的液态热敏感蜡充分保温,处理气泡;保证热敏感蜡处于适宜的温度状态,避免带有气泡的液态热敏感蜡在浇道或浇口杯位置凝固,避免影响模壳表面平整度,保证模壳表面质量提升效果。 [0054] 具体的,步骤S12还包括: [0055] 使用电烙铁将气泡烫破,或者使用表面光洁的金属棒将浮蜡捞出,操作简便。 [0056] 本实施例中,步骤S2还包括: [0057] 成型的热敏感蜡的厚度由浇口杯向浇道方向逐渐减薄,或浇口杯位置的热敏感蜡料厚度大于浇道位置的热敏感蜡料厚度,热敏感蜡料熔化后能够匹配不同排蜡位置的蜡料量,使排蜡更为通畅。 [0058] 本实施例中,步骤S2包括: [0059] S21.于蜡模上目标区域涂覆一层热敏感蜡,冷却凝固; [0060] S22.向浇口杯排蜡口边沿方向缩小目标区域涂覆一层热敏感蜡,冷却凝固; [0061] S23.重复步骤S21‑S22直至涂覆至浇口杯排蜡口边沿。 [0062] 通过多层涂覆并向排蜡口方向逐渐减小涂覆区域,使浇口杯区域热敏感蜡更厚,浇道区域更薄,需要说明的是,该涂覆方式下,每层蜡料涂覆更薄。 [0063] 在另一实施例中,步骤S2包括: [0064] S21.将模壳调整至浇口杯在下、浇道在上的姿态,将液态热敏感蜡调节至预设温度; [0065] S22.于目标区域涂覆一层预设温度条件的热敏感蜡; [0066] 该预设温度条件下,热敏感蜡涂覆于目标区域后不会即刻凝固,其缓慢流动于浇口杯和浇道表面形成由薄至后的热敏感蜡层,整体操作简单。 [0067] 具体的,步骤S22包括: [0068] 将热敏感蜡浇淋至蜡模上目标区域,或者,将目标区域浸润至液态热敏感蜡中预设时长后提出,操作简便。 [0069] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。 |