CN102554126A

CN102554126A - 陶壳脱蜡的方法及装置

Info

Publication number: CN102554126A
Application number: CN201210012521XA
Authority: CN
Inventors: 蔡欲期
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-13
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明公开了一种陶壳脱蜡的方法及装置，涉及精密铸造技术领域。所述陶壳脱蜡的方法包括：将带有蜡模的陶壳放入密封腔体中；对密封腔体进行抽真空；向抽真空后的密封腔体内注入高压蒸汽，使密封腔体内的气压在规定时间内到达预定值，进而最终实现陶壳的脱蜡。本发明中，由于增加了抽真空的步骤/装置，所以能够排出密封腔体内预先存在的空气，当后续再向密封腔体内注入高压蒸汽，并使密封腔体内形成高压蒸汽环境时，密封腔体内的气体就全部是蒸汽，从而确保了密封腔体内的蒸汽量，保证有足够的热量使蜡模完全熔化，因此，本发明能够避免陶壳胀裂现象的产生，提高了铸件的质量，并且由于不存在蒸汽的排出，所以也减少了能源的浪费。

Description

陶壳脱蜡的方法及装置

技术领域

本发明涉及精密铸造工艺，特别涉及一种陶壳脱蜡的方法及装置。

背景技术

精密铸造是相对于传统铸造工艺而言的一种铸造方法，它能够获得相对准确的形状和较高的铸造精度。精密铸造的工艺过程为：首先，制作蜡模，该蜡模与所需铸造的产品大小形状相一致，然后，在所制作的蜡模表面形成陶壳，随后，对所述陶壳进行脱蜡处理(将其内部的蜡模熔化后去除)，最后，向脱蜡处理后的陶壳内浇注金属材料，待金属材料冷却凝固后，破碎去除所述陶壳，得到的铸件即为所需的产品。

现有技术中，通常采用高压蒸汽脱蜡的方式对陶壳进行脱蜡处理，图1所示即为相应的陶壳脱蜡装置，该陶壳脱蜡装置包括密封腔体1，密封腔体1上设置有压力安全阀2、蒸汽入口3、蒸汽出口4和排蜡口5。该陶壳脱蜡装置应用时，先将带有蜡模的陶壳放入密封腔体1中(沿图中虚线箭头方向)，然后通过蒸汽入口3注入高压水蒸汽，使密封腔体1内形成高压蒸汽环境，压力安全阀2用于保证密封腔体1内的压力不超过预定值。水蒸汽冷凝过程中会释放大量的热能，该热量能够使陶壳中的蜡模熔化，从而实现脱蜡处理。蜡模熔化后得到的蜡可以从排蜡口5回收利用。

上述高压蒸汽脱蜡的方式要求在短时间内提供大量的蒸汽，以保证有足够的热量使蜡模迅速完全熔化，通常要求在6s时间内密封腔体1内的蒸汽压力达到5kg/cm²(密封腔体内空气温度会达到155℃)，整个脱蜡时间为8-12min。时间延长或是蒸汽量不足，都会使蜡模不能完全熔化，熔化的蜡会受到未熔化的蜡的阻碍而无法及时从陶壳中流出，并且由于蜡熔化后体积膨胀，从而会导致陶壳胀裂现象的产生，影响铸件的质量。

一般认为，密封腔体1内的气压到达预定值后，则蒸汽量足够，然而这是一个假象。由于密封腔体1内会预先存在有空气，在后续形成的高压蒸汽环境中，该预先存在的空气会占据一定的空间，使得密封腔体1内的蒸汽量比预计值要少，从而导致蒸汽量不足，容易产生陶壳胀裂的现象。

需要说明的是，本领域技术人员基本都被上述假象所蒙蔽，未能认识到陶壳胀裂现象的原因。据了解，仅在英国有人针对上述假象对前述的陶壳脱蜡装置进行了改进，即：在蒸汽入口3和蒸汽出口4上分别设置了温度感应器(图中未示出)，当感应到向密封腔体1内注入蒸汽时，同时打开蒸汽出口4，将预先存在的空气挤出，当感应到蒸汽出口4正在排出蒸汽时，则关闭蒸汽出口4。

上述改进虽然克服了密封腔体1内预先存在的空气导致蒸汽量不足的缺陷，但是却延长了密封腔体1内的气压到达预定值的时间，使脱蜡时间延长，在一定程度上仍会产生陶壳胀裂的现象；并且，在排出空气的过程中，也排出了部分蒸汽，造成了能源的浪费。

发明内容

本发明提供一种陶壳脱蜡的方法及装置，它既能避免陶壳胀裂现象的产生，又能减少能源的浪费。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种陶壳脱蜡的方法，包括：

步骤1：将带有蜡模的陶壳放入密封腔体中；

步骤2：对所述密封腔体进行抽真空；

步骤3：向所述抽真空后的密封腔体内注入高压蒸汽，使所述密封腔体内的气压在规定时间内到达预定值，进而最终实现陶壳的脱蜡。

优选地，所述步骤2具体为：将一恒负压桶与所述密封腔体相连，以实现抽真空。

优选地，所述方法还包括：

步骤4：在蜡模完全熔化后，对所述密封腔体进行放气，控制放气速度使所述密封腔体内的气压下降速度每分钟不超过0.3kg/cm²；

步骤5：放气完毕后，从所述密封腔体中取出脱蜡后的陶壳。

一种陶壳脱蜡的装置，包括密封腔体，所述密封腔体上设置有压力安全阀、蒸汽入口、蒸汽出口和排蜡口，所述密封腔体上连接有抽真空装置。

优选地，所述抽真空装置包括与所述密封腔体相连的恒负压桶和与所述恒负压桶相连的真空泵。

优选地，所述恒负压桶上设置有压力传感器，该压力传感器与真空泵的控制开关相连。

优选地，所述恒负压桶的上部设置有压力安全阀，下部设置有排水口。

优选地，所述恒负压桶和真空泵之间连接有冷却器。

优选地，所述冷却器包括水冷式冷却器和/或气冷式冷却器。

优选地，所述密封腔体包括腔体本体和设置在所述腔体本体上的封闭门，所述封闭门的周边设置有密封圈凹槽，所述密封圈凹槽内设置有密封圈，所述密封圈为充气式密封圈。

本发明中，由于增加了抽真空的步骤/装置，所以能够排出密封腔体内预先存在的空气，当后续再向密封腔体内注入高压蒸汽，并使密封腔体内形成高压蒸汽环境时，密封腔体内的气体就全部是蒸汽，从而确保了密封腔体内的蒸汽量，保证有足够的热量使蜡模完全熔化，因此，本发明能够避免陶壳胀裂现象的产生，提高了铸件的质量，并且由于不存在蒸汽的排出，所以也减少了能源的浪费。

附图说明

图1为现有技术中陶壳脱蜡装置的结构示意图；

图2为本发明的陶壳脱蜡的方法的流程示意图；

图3为本发明的陶壳脱蜡的装置的一个实施例的结构示意图；

图4为本发明的陶壳脱蜡的装置的另一实施例的结构示意图；

图5为本发明的陶壳脱蜡的装置上封闭门打开后该门的正面结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2所示，本发明提供一种陶壳脱蜡的方法，包括：

步骤S1：将带有蜡模的陶壳放入密封腔体中；

步骤S2：对所述密封腔体进行抽真空；

步骤S3：向所述抽真空后的密封腔体内注入高压蒸汽，使所述密封腔体内的气压在规定时间内到达预定值，进而最终实现陶壳的脱蜡。

本发明的方法，是在现有方法的基础上，增加了对密封腔体进行抽真空的步骤(即步骤S2)，其中步骤S1和S3与现有步骤相同。本发明由于增加了抽真空的步骤，所以能够排出密封腔体内预先存在的空气，当后续再向密封腔体内注入高压蒸汽，并使密封腔体内形成高压蒸汽环境时，密封腔体内的气体就全部是蒸汽，从而确保了密封腔体内的蒸汽量，保证有足够的热量使蜡模完全熔化，因此，本发明能够避免陶壳胀裂现象的产生，提高了铸件的质量，并且由于不存在蒸汽的排出，所以也减少了能源的浪费。

本发明还带来了一个额外的优点，那就是：对密封腔体抽真空后，陶壳内空气阻力会降低，当向密封腔体内注入蒸汽后，蒸汽能够更迅速地透过陶壳，提高了蜡模的熔化速度，从而也确保了陶壳的质量，提高了铸件的质量。

为了更迅速地实现对密封腔体抽真空，以提高生产效率同时避免长时间的抽真空对陶壳造成潜在的不良影响，上述步骤S2优选将一恒负压桶与密封腔体相连，当需要抽真空时，使两者连通即可。

并且，本发明的方法优选在步骤S3之后还包括：

步骤S4：在蜡模完全熔化后，对所述密封腔体进行放气，控制放气速度使所述密封腔体内的气压下降速度每分钟不超过0.3kg/cm²；

步骤S5：放气完毕后，从所述密封腔体中取出脱蜡后的陶壳。

现有技术中，在蜡模熔化后，都是先打开蒸汽出口进行快速放气后，再取出陶壳。然而，本发明人经过潜心研究发现，快速放气会使得陶壳的面层有剥落的风险，为此，需要缓慢放气，越慢越好，然而一般只要控制放气速度使所述密封腔体内的气压下降速度每分钟不超过0.3kg/cm²，即可避免陶壳面层剥落的问题。针对该放气速度的要求，可以通过合理设计蒸汽出口的尺寸来实现，并且还可以在密封腔体上设置多个蒸汽出口，各个蒸汽出口采用不用的管径尺寸，如1.5寸、1寸和0.5寸等，以利于操作人员根据需要选择不同的放气速度。

与上述陶壳脱蜡的方法相对应，本发明还提供一种陶壳脱蜡装置，如图3所示，包括密封腔体31，密封腔体31上设置有压力安全阀32、蒸汽入口33、蒸汽出口34和排蜡口35，密封腔体31上连接有抽真空装置36。

本发明的陶壳脱蜡装置应用时，先将带有蜡模的陶壳放入密封腔体31中，再利用抽真空装置36对密封腔体31进行抽真空，然后向抽真空后的密封腔体31内注入高压蒸汽，使密封腔体31内的气压在规定时间内到达预定值，进而最终实现陶壳的脱蜡。

本发明由于增加了抽真空装置36，所以能够排出密封腔体31中预先存在的空气，当后续再向密封腔体31内注入高压蒸汽，并使密封腔体31内形成高压蒸汽环境时，密封腔体31内的气体就全部是蒸汽，从而确保了密封腔体31内的蒸汽量，保证有足够的热量使蜡模完全熔化，因此，本发明能够避免陶壳胀裂现象的产生，提高了铸件的质量，并且由于不存在蒸汽的排出，所以也减少了能源的浪费。另外，本发明还能够使蒸汽更迅速地透过陶壳，提高了蜡模的熔化速度，从而也确保了陶壳的质量，提高了铸件的质量。

本发明中，蒸汽入口33、蒸汽出口34和排蜡口35上均可以设置电磁阀，以进行控制，电磁阀优选采用球塞式电动阀，这种阀质量稳定，故障率低。排蜡口35还可以采用手动球阀结构。

抽真空装置36可以仅采用真空泵。然而，为了更迅速地实现对密封腔体31抽真空，以提高生产效率同时避免长时间的抽真空对陶壳造成潜在的不良影响，如图4所示，本发明的抽真空装置36优选包括与密封腔体31相连的恒负压桶361和与恒负压桶361相连的真空泵362。恒负压桶361的体积及其负压大小可以根据密封腔体31的体积及抽真空度的需求来计算得到。

采用恒负压桶361后，可以在1s时间内使密封腔体31变为真空状态，并且在后续注入蒸汽时，能使密封腔体31迅速升温并达到所需的蒸汽量，从而更快速地、高质量地实现脱蜡。此处以一具体数据进行对比说明：传统地，如果向密封腔体内注入压力7kg/cm²温度174℃的蒸汽，则密封腔体内空气温度2.5s会达到130℃，此时密封腔体内压力为2.5kg/cm²，而使用本发明的装置，同样注入压力7kg/cm²温度174℃的蒸汽，则密封腔体内空气温度2.5s能够达到145℃(高于传统的装置)，此时密封腔体内压力为2kg/cm²。由于本发明能够将密封腔体中预先存在的空气完全排出，并且在注入蒸汽之前密封腔体处于真空状态，因此，与传统技术相比，本发明能够更快速地使密封腔体内升温(瞬间低压高温)，并且确保有足够的蒸汽量，由于此处时间的节省，所以本发明能够得到更高质量的陶壳，进而得到更高质量的铸件。

为了方便地实现恒负压桶361自动维持一定的负压值，优选在恒负压桶361上设置压力传感器(图中未示出)，该压力传感器与真空泵362的控制开关相连，当恒负压桶361内的气压低于所需的负压值时，压力传感器可以向真空泵362的控制开关发出信号，启动真空泵362，使恒负压桶361内的气压恢复为所需的负压值。

经过一段时间的使用后，恒负压桶361内会产生积水，为将该积水排出，恒负压桶361的下部还可以设置有排水口364。同时，为了防止恒负压桶361与密封腔体31之间的电磁阀坏掉，导致恒负压桶361内变为高压，进而损坏真空泵362，优选在恒负压桶361上部设置一较小压力即可触发工作的压力安全阀3611。另外，恒负压桶361与密封腔体31之间优选设置两个电磁阀，其中一个用作正常工作时的开关控制，另一个用作备用，以提高安全性。

在陶壳脱蜡装置的使用过程中，密封腔体31内部的空气为高温空气，该高温空气易造成抽真空装置36故障，影响抽真空装置36的寿命，为避免该问题，优选地，如图4所示，在恒负压桶361和真空泵362之间连接有冷却器363。冷却器363可以包括水冷式冷却器和/或气冷式冷却器。在该图4中，既连接了水冷式冷却器3631，又连接了气冷式冷却器3632。水冷式冷却器3631可以与抽水泵、冷却水塔相连(图中未示出)，气冷式冷却器3632可以包括弯管和风扇，水冷式冷却器和气冷式冷却器的具体结构可以采用本领域技术人员公知的任意结构，此处不再赘述。

本发明中，密封腔体的密封方式与现有技术也有所不同。密封腔体31包括腔体本体和设置在腔体本体上的封闭门，如图5所示，本发明是在封闭门312的周边设置有密封圈凹槽313，密封圈凹槽313内设置有密封圈314，该密封圈314为充气式密封圈。使用时，在关闭封闭门312后，向充气式密封圈314内冲入高压气体，从而密封圈314鼓起，起到密封作用；当陶壳脱蜡完毕后，释放掉密封圈314内的气体，然后打开封闭门312，取出陶壳。现有技术中密封圈多为垫圈，会与腔体本体产生摩擦，影响密封圈的寿命，本发明采用充气式密封圈314，能够减少密封圈与腔体本体之间的摩擦，大大提高密封圈的使用寿命。以上所述仅为本发明的较佳，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims

1.一种陶壳脱蜡的方法，其特征在于，包括：

步骤1：将带有蜡模的陶壳放入密封腔体中；

步骤2：对所述密封腔体进行抽真空；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2具体为：将一恒负压桶与所述密封腔体相连，以实现抽真空。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：

步骤5：放气完毕后，从所述密封腔体中取出脱蜡后的陶壳。

4.一种陶壳脱蜡的装置，包括密封腔体，所述密封腔体上设置有压力安全阀、蒸汽入口、蒸汽出口和排蜡口，其特征在于，所述密封腔体上连接有抽真空装置。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述抽真空装置包括与所述密封腔体相连的恒负压桶和与所述恒负压桶相连的真空泵。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述恒负压桶上设置有压力传感器，该压力传感器与真空泵的控制开关相连。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述恒负压桶的上部设置有压力安全阀，下部设置有排水口。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述恒负压桶和真空泵之间连接有冷却器。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述冷却器包括水冷式冷却器和/或气冷式冷却器。

10.根据权利要求4至9中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述密封腔体包括腔体本体和设置在所述腔体本体上的封闭门，所述封闭门的周边设置有密封圈凹槽，所述密封圈凹槽内设置有密封圈，所述密封圈为充气式密封圈。