CN102699279A - 精密铸造中大型叶轮加工工艺 - Google Patents

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林欣
杜应流
戴勇
张年玉
胡存友
张传书
张金波
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Abstract

一种精密铸造中大型叶轮加工工艺，属于特定金属物品的加工技术领域，先使用塑料泡沫作为模型，将浇注系统泡沫模和铸件泡沫模粘接于一体形成模组，然后在模组外表面涂覆若干层耐火材料，之后经焙烧使浇注系统泡沫模和铸件泡沫模烧失，形成带有型腔的陶瓷薄壳；接着将制得的薄壳放入砂箱内，使薄壳外壁到砂箱内腔壁的最小距离为40-50mm，使薄壳上的浇口杯高出砂箱40-70mm，在砂箱和薄壳之间填充树脂砂，边填充边震实砂箱，直至填满砂箱；将上述砂箱加热至350-500℃；最后采用漏包浇注金属熔液。本发明既可保证铸件尺寸精度和良好光洁度，铸件无冷隔和裂纹，大大减少了铸件精整工作量，降低了生产成本，缩短工作周期、提高了铸件质量的稳定性。

Description

精密铸造中大型叶轮加工工艺
技术领域
本发明涉及一种特定金属物品的加工，具体说涉及一种精密铸造中大型叶轮加工工艺。
背景技术
随着大型装备的普及和核电事业的发展，中大型叶轮的使用越来越为泛，叶轮的形状也越来越复杂，中大型叶轮是指重量在150kg-1000kg，直径为700mm-1500mm的叶轮。为获得更佳的流体力学性能，中大型叶轮的尺寸精度和表面粗糙度的要求越来越高。传统的精密铸造加工工艺为：首先使用塑料泡沫作为模型，将浇注系统泡沫模和铸件泡沫模粘接于一体，形成模组；之后在该模组外表面涂覆若干层耐火材料进行制壳，并将其通过焙烧炉进行焙烧，使浇注系统泡沫模和铸件泡沫模烧失，形成带有型腔的薄壳；最后进行高温金属熔液浇注。由于受尺寸大小的限制，用消失模工艺生产稍大的叶轮总是受到冷隔、裂纹等铸造缺陷困扰，同时给工人操作带来了相当大的工作量。
而传统的树脂砂铸造工艺，铸件精度成了最大的心病。大多数铸造厂生产大型叶轮都是通过树脂生产，后序经过反复精整打磨、尺寸多次返修，才能够得到合格的铸件，浪费了大量的人力、物力，同时也迫使生产周期大大加长。尽管如此，叶轮的表面粗糙度仍不能满足要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种精密铸造中大型叶轮加工工艺，其既可以保证铸件的尺寸精度和良好的表面光洁度，铸件无冷隔和裂纹，也大大减少了铸件精整工作量，降低了生产成本，缩短工作周期、提高了铸件质量的稳定性。
为了实现上述方案，本发明的技术解决方案为：一种精密铸造中大型叶轮加工工艺，其包括以下步骤：
(1)使用塑料泡沫作为模型，将浇注系统泡沫模和铸件泡沫模粘接于一体，形成模组，然后在模组外表面涂覆若干层耐火材料进行制壳，之后经焙烧炉焙烧，使浇注系统泡沫模和铸件泡沫模烧失，形成带有型腔的陶瓷薄壳；
将上述制得的薄壳放入砂箱内，薄壳外壁到砂箱内腔壁的最小距离为40-50mm，使薄壳上的浇口杯高出砂箱40-70mm，在砂箱和薄壳之间的空隙填充树脂砂，边填充树脂砂边震动砂箱，直至填满沙箱；
(3)将步骤(2)中的砂箱加热至350-500℃；
(4)最后采用漏包浇注方式进行金属熔液的浇注。
本发明精密铸造中大型叶轮加工工艺，其中所述步骤(1)中的涂覆4-6层耐火材料进行制壳，之后烧失浇注系统泡沫模和铸件泡沫模后得到的带有型腔的陶瓷薄壳厚度为5-8mm。
本发明精密铸造中大型叶轮加工工艺，其中所述步骤(2)中所得砂箱放置于托板上，所述托板架设于加热炉内进行步骤(3)的加热。
采用上述方案后，本发明精密铸造中大型叶轮加工工艺通过用消失模精密铸造工艺加工制出薄壳，该消失模所用的塑料泡沫密度低，可减轻操作工劳动强度，且塑料泡沫成型后不变形，而且通过消失模精密铸造工艺加工出的产品尺寸精度高，铸件表面光洁；再通过树脂砂铸造工艺在制出的薄壳外表面加固树脂砂，可减少制壳时涂覆的耐火材料层数，节省昂贵的制壳材料，缩短了制壳周期，通过树脂砂加固后又高温加热的薄壳，在浇注金属熔液时可消除冷隔、裂纹等缺陷，提高了叶轮铸件质量的合格率，其也大大减少了铸件精整工作量，降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明中大型叶轮的模组结构示意图；
图2是本发明精密铸造中大型叶轮的薄壳与砂箱放入加热炉内的实施例结构示意图。
具体实施方式
本发明精密铸造中大型叶轮加工工艺，包括以下步骤：
(1)结合图1所示，使用塑料泡沫作为模型，将左浇注系统泡沫模1、右浇注系统泡沫模2和位于左浇注系统泡沫模1、右浇注系统泡沫模2之间的铸件泡沫模3粘接于一体，形成模组，然后在该模组外表面涂覆4-6层耐火材料进行制壳，将涂覆完耐火材料的模组通过焙烧炉进行焙烧，使左浇注系统泡沫模1、右浇注系统泡沫模2和铸件泡沫模3烧失掉，参考图2所示，获得带有型腔的叶轮精铸白色陶瓷薄壳4，该薄壳4的厚度为5-8mm；
(2)结合图2所示，将步骤(1)制得的薄壳4放入砂箱5内，使薄壳4的外壁到砂箱内腔壁之间的最小距离为40-50mm，使薄壳4上的第一浇口杯6和第二浇口杯7均高出砂箱5的尺寸为40-70mm，在砂箱5和薄壳4之间的空隙处填充树脂砂8，边填充树脂砂8边震实砂箱5，直至填满砂箱5；
(3)将步骤(2)中内腔填充树脂砂8和薄壳4的树脂砂箱5放在托板9上，再通过托板9架在加热炉10内，使加热炉10加热至350-500℃；
(4)最后采用漏包浇注方式进行金属熔液的浇注，漏包浇注即包底有一个底阀，包口始终保持原有的向上姿态，可以有效防止金属夜紊流，打开底阀即可使包内液态金属平稳快速的流出至薄壳内，即保证了金属液的纯净度，同时也提供了浇注叶轮所需要的压力。
本发明精密铸造中大型叶轮加工工艺，步骤(1)用消失模精密铸造工艺加工制出薄壳4，该消失模所用的塑料泡沫密度低，可减轻操作工劳动强度，且塑料泡沫成型后不变形，而且通过消失模精密铸造工艺加工出的产品可以保证尺寸精度，和良好的铸件表面光洁度；再通过树脂砂铸造工艺在制出的薄壳4外表面加固树脂砂8，可减少制壳时涂覆的耐火材料层数，节省昂贵的制壳材料，缩短了制壳周期，通过树脂砂8加固后又高温加热的薄壳4，在浇注金属熔液时可消除冷隔、裂纹等缺陷，提高了叶轮铸件质量的合格率，其也大大减少了铸件精整工作量，降低了生产成本。
以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种精密铸造中大型叶轮加工工艺，其特征在于：其包括以下步骤：
(1)使用塑料泡沫作为模型，将浇注系统泡沫模和铸件泡沫模粘接于一体，形成模组，然后在模组外表面涂覆若干层耐火材料进行制壳，之后经焙烧炉焙烧，使浇注系统泡沫模和铸件泡沫模烧失，形成带有型腔的陶瓷薄壳；
(2)将上述制得的薄壳放入砂箱内，薄壳外壁到砂箱内腔壁的最小距离为40-50mm，使薄壳上的浇口杯高出砂箱40-70mm，在砂箱和薄壳之间的空隙填充树脂砂，边填充树脂砂边震动砂箱，直至填满沙箱；
(3)将步骤(2)中的砂箱加热至350-500℃；
(4)最后采用漏包浇注方式进行金属熔液的浇注。
2.如权利要求1所述的精密铸造中大型叶轮加工工艺，其特征在于：所述步骤(1)中的涂覆4-6层耐火材料进行制壳，之后烧失浇注系统泡沫模和铸件泡沫模后得到的带有型腔的陶瓷薄壳厚度为5-8mm。
3.如权利要求1所述的精密铸造中大型叶轮加工工艺，其特征在于：所述步骤(2)中所得砂箱放置于托板上，所述托板架设于加热炉内进行步骤(3)的加热。
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