CN102091757A - 大型薄壁机匣件的整体精密铸造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及精密铸造方法领域，具体涉及一种大型薄壁机匣件的整体精密铸造方法。本发明节省了生产成本，缩短成产周期，大幅提高机匣件的推重比。技术方案是首先设计出蜡模电脑模型，然后根据电脑模型制备出蜡模，工艺参数为：蜡料温度68℃，注射压力2～3MPa，保压时间180～200s；然后把涂料涂在制好的蜡模表面，共涂15层，每涂一层后在其表面撒砂，然后自然干燥，最后进行风干，当蜡模涂至第7层涂料后，对涂料层进行一次堵孔和挂网；涂料完毕后进行脱蜡并烧结制成机匣件型壳；在1550～1570℃下浇注，浇注时间22～27秒，形成机匣浇注件；最后对机匣浇注件热校形。

Description

大型薄壁机匣件的整体精密铸造方法
技术领域
本发明涉及精密铸造方法领域，具体涉及一种大型薄壁机匣件的整体精密铸造方法。
背景技术
航空发动机中机匣类零件，直径尺寸较大，一般在Φ800 mm以上，壁厚较薄，结构复杂，合金材料为高温合金。该类零件传统的制造工艺为：采用不同的加工工艺加工各个单体零件，然后用焊接加工方法，组焊成整体机匣。这种机匣加工成型方法，大量占用生产资源，加工周期长，金属材料浪费大，成本高，零件重量重。
某高温合金机匣铸件轮廓尺寸为Φ900mm，主体壁厚为2mm，内外、环由多个2mm厚的斜支板连接，并带有多个15～40 mm厚的凸耳、凸台，壁厚不均，结构复杂，铸件一次浇注成型、内部冶金质量控制、大型薄壁件的尺寸保证等工艺难度相当大。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种大型薄壁机匣件的整体精密铸造方法，节省了生产成本，缩短成产周期，大幅提高机匣件的推重比。
实现本发明目的的技术方案是按如下步骤进行：
（1）首先设计出蜡模电脑模型，然后根据电脑模型制备出蜡模，工艺参数为：蜡料温度68℃，注射压力2～3 MPa，保压时间180～200s；
（2）把涂料涂在制好的蜡模表面，共涂15层，每涂一层后在其表面撒砂，然后自然干燥，最后进行风干，当蜡模涂至第7层涂料后，对涂料层进行一次堵孔和挂网； 
（3）涂料完毕后进行脱蜡并烧结制成机匣件型壳；
（4）在1550～1570℃下浇注，浇注时间22～27秒，形成机匣浇注件；
（5）最后对机匣浇注件热校形，首先对铸件进行划线及三坐标检测，确定铸件变形量和变形部分，然后在校正胎具上找出铸件的受力点，根据变形量的大小确定加载重量，在铸件进行热处理的同时进行热校正；
所述步骤（2）中的涂料中的粘接剂选用硅溶胶，1～7层粉料选用刚玉粉，8～15层粉料选用刚玉粉或铝矾土，撒砂材料1～2层选用80＃或100＃刚玉砂，3～7层选用46＃或60＃的刚玉砂，8～15层选用16/24煤矸石砂。
所述步骤（2）中的干燥，其中自干时间为1～2层干燥24～36h，3～7层干燥24小时，8～15层干燥12～24小时，所有涂料层风干时间4小时。
与现有技术相比，本发明的特点及其有益效果是：
采用高温合金机匣整体精铸的工艺方法一次铸造成型，突破了发动机薄壁环形件用焊接方法成型的传统工艺方法，缩短了加工周期，节约了大量的金属原材料，提高了其性能，增加了推重比，是发动机结构设计中的一次重大改进；
通过控制蜡模压制参数，保证蜡模尺寸精度，在型壳制造过程，通过强化、堵孔、套网等方法，制造高强度的型壳，满足高温合金液浇注的需求，调整铸件的浇注方案、调配浇注工艺参数，保证铸件的成型及较好的内部冶金质量，在铸件热处理的同时，对铸件加载，进行铸件热校型，使铸件尺寸满足要求 ，最终生产出冶金、尺寸符合要求的整体机匣精铸件；
在制壳过程中采用钢丝编网，然后在制壳到一定层数后，将网套挂在型壳上，加固型壳，提高强度，对浇注过程中的型壳胀裂、跑火起到了良好的防护作用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不仅限于下述的实施例：
本实施例制备的某高温合金机匣铸件轮廓尺寸为Φ900mm，主体壁厚为2mm，内外、环由多个2mm厚的斜支板连接，并带有多个15～40 mm厚的凸耳、凸台，具体的制备工艺步骤如下：
（1）首先采用UG快速成型技术设计出蜡模电脑模型，然后根据电脑模型制备出蜡模，蜡料温度68℃，注射压力2 MPa；保压时间180s；
（2）把涂料涂在蜡模表面，共涂15层，具体工艺参数为，涂料料浆中的粘接剂选用硅溶胶，1～7层粉料选用刚玉粉，8～15层粉料选用刚玉粉或铝矾土，撒砂材料1～2层选用80＃或100＃刚玉砂，3～7层选用46＃或60＃的刚玉砂，8～15层选用16/24煤矸石砂，干燥参数中自干时间中的1～2层干燥24～36h，3～7层干燥24小时，8～15层干燥12～24小时，所有涂料层风干时间4小时；涂料7层后先用80#~100#的刚玉砂将孔填满，然后使用铝矾土粉和硅溶胶搅拌成膏状，将孔端头封闭后进行干燥，再使用φ0.5mm~φ3mm的金属丝在型壳表面交错缠绕成网格状，网格尺寸15mm~100mm；
（3）涂料完毕后进行脱蜡并烧结制成机匣件型壳；
（4）在1550下浇注，浇注时间22秒，形成机匣浇注件；
（5）最后对机匣浇注件热校形，首先对铸件进行划线及三坐标检测，确定铸件变形量和变形部分，然后在校正胎具上找出铸件的受力点，根据变形量的大小确定加载重量，在铸件进行热处理的同时进行热校正。
实施例2
（1）首先采用UG快速成型技术设计出蜡模电脑模型，然后根据电脑模型制备出蜡模，蜡料温度68℃，注射压力3 MPa；保压时间200s；
（2）把涂料涂在蜡模表面，共涂15层，具体工艺参数为，涂料料浆中的粘接剂选用硅溶胶，1～7层粉料选用刚玉粉，8～15层粉料选用刚玉粉或铝矾土，撒砂材料1～2层选用80＃或100＃刚玉砂，3～7层选用46＃或60＃的刚玉砂，8～15层选用16/24煤矸石砂，干燥参数中自干时间中的1～2层干燥24～36h，3～7层干燥24小时，8～15层干燥12～24小时，所有涂料层风干时间4小时；涂料7层后采用堵孔和挂网的方法对涂料层进行强化；
（3）涂料完毕后进行脱蜡并烧结制成机匣件型壳；
（4）在1570℃下浇注，浇注时间27秒，形成机匣浇注件；
（5）最后对机匣浇注件热校形，首先对铸件进行划线及三坐标检测，确定铸件变形量和变形部分，然后在校正胎具上找出铸件的受力点，根据变形量的大小确定加载重量，在铸件进行热处理的同时进行热校正。

Claims (3)

1.一种大型薄壁机匣件的整体精密铸造方法，其特征在于按如下步骤进行：
（1）首先设计出蜡模电脑模型，然后根据电脑模型制备出蜡模，工艺参数为：蜡料温度68℃，注射压力2～3 MPa，保压时间180～200s；
（2）把涂料涂在制好的蜡模表面，共涂15层，每涂一层后在其表面撒砂，然后自然干燥，最后进行风干，当蜡模涂至第7层涂料后，对涂料层进行一次堵孔和挂网；
（3）涂料完毕后进行脱蜡并烧结制成机匣件型壳；
（4）在1550～1570℃下浇注，浇注时间22～27秒，形成机匣浇注件；
（5）最后对机匣浇注件热校形，首先对铸件进行划线及三坐标检测，确定铸件变形量和变形部分，然后在校正胎具上找出铸件的受力点，根据变形量的大小确定加载重量，在铸件进行热处理的同时进行热校正。
2.根据权利要求1所述的一种大型薄壁机匣件的整体精密铸造方法，其特征在于所述步骤（2）中的涂料中的粘接剂选用硅溶胶，1～7层粉料选用刚玉粉，8～15层粉料选用刚玉粉或铝矾土，撒砂材料1～2层选用80＃或100＃刚玉砂，3～7层选用46＃或60＃的刚玉砂，8～15层选用16/24煤矸石砂。
3.根据权利要求1所述的一种大型薄壁机匣件的整体精密铸造方法，其特征在于所述步骤（2）中干燥，其中自干时间为1～2层干燥24～36h，3～7层干燥24小时，8～15层干燥12～24小时，所有涂料层风干时间4小时。
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