CN104493091A - 铝合金细孔的熔模铸造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金细孔的熔模铸造方法。通过在蜡模细孔上填充陶瓷浆料的方式直接在蜡模上制备陶瓷型芯,实现了型芯与型壳的一体成型,简化了工艺、降低了型芯制造成本。再通过在陶瓷型芯中加入金属芯骨,既可以增加陶瓷型芯的强度,又可以增强陶瓷型芯与型壳之间的连接强度。本方法简便易行,成本低、可靠性高。

Description

铝合金细孔的熔模铸造方法
技术领域
本发明涉及铝合金铸造工艺,具体涉及铝合金细孔的熔模铸造方法。
背景技术
铝合金熔模铸件多用于航空件。其结构通常千变万化,特别是包含很多深径比大的细孔,铸造工艺难度很大。铝合金细孔无法直接通过熔模型壳铸造出来,一般采用预埋型芯的方法进行制造。型芯按材料可以分为金属型芯、陶瓷型芯和复合型芯。中国专利CN201410171350.4公开了一种用金属管型芯进行铝合金熔模铸造的方法,该型芯管材最后遗留在铝合金铸件内、不用取出。这种方法有两点不足:一是金属管材型芯加工难度大、成本高,二是金属管型芯遗留在铝合金铸件内,会在一定程度上影响铝合金铸件的使用性能。中国专利CN201310671741.8公开了一种利用复合型芯进行铝合金熔模铸造的方法,该复合型芯包含陶瓷芯体以及埋在陶瓷芯体中的铁丝芯骨、需通过专门的型芯模具制备,制备好的复合型芯需要与铸型组合后才能进行铝合金铸造。这种方法有两点不足:一是复合型芯需要加工专门的型芯模具才能成型,增加成本;二是型芯与型壳分开成型再进行组合,工艺繁琐。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题,本发明提供了铝合金细孔的熔模铸造方法,实现了复合型芯与型壳一体成型。
本发明通过以下技术方案得以实现。
铝合金细孔的熔模铸造方法,包括以下步骤:
(1)压制蜡模;
(2)用陶瓷浆料填充蜡模细孔,直至完全填满;所述陶瓷浆料包含耐火材料和粘结剂,所述耐火材料为石英砂、刚玉粉、硅酸铝粉、莫来石砂、锆英石粉、镁砂、铝钒土粉、焦宝石粉中的任意一种或任意几种的组合物,所述粘结剂为水玻璃、酸乙酯水解液、硅溶胶中的任意一种;在用陶瓷浆料填充蜡模细孔之前或填充的过程中,将金属芯骨放入蜡模细孔中,所述金属芯骨为直径小于蜡模细孔直径的铁丝、铜丝或钢丝,金属芯骨的弯曲度与蜡模细孔的弯曲度基本一致,当陶瓷浆料填充完毕后金属芯骨仍有一段露出蜡模细孔外;
(3)待填充到蜡模细孔中的陶瓷浆料干燥后在蜡模表面挂涂料、撒砂,不断重复直至达到型壳厚度要求;
(4)待型壳干燥、硬化后脱蜡,将脱蜡后的型壳进行焙烧;
(5)用焙烧好的型壳进行铝合金浇铸,待铸件冷却后去除型壳和型芯即得到带细孔的铝合金铸件。
进一步的,步骤2中所述的陶瓷浆料的优选配方为10重量份30%浓度的硅溶胶、8-10重量份320目的白刚玉粉和0.5重量份60目的莫来石砂。
本发明的有益效果在于:直接在蜡模上制备陶瓷型芯,实现了型芯与型壳的一体成型,简化了工艺、降低了型芯制造成本。在陶瓷型芯中加入金属芯骨,一方面可以增加型芯的强度,另一方面通过金属芯骨可以增强陶瓷型芯与型壳之间的连接强度。
附图说明
图1为蜡模结构示意图;
图2为包含有复合型芯和包覆了未焙烧型壳的蜡模结构示意图;
图3为脱蜡焙烧后的型壳示意图;
图中:1-蜡模,2-细孔,3-未焙烧的陶瓷型芯,4-金属芯骨,5-未焙烧的型壳,6-焙烧后的陶瓷型芯,7-焙烧后的型壳。
具体实施方式
下面参照附图1、2、3进一步描述本发明的技术方案,应当理解,本发明要求保护的范围并不局限于以下所述。
以某带有细孔的铝合金铸件的熔模铸造方法为例。
铝合金细孔的熔模铸造方法,包括以下步骤:
(1)压制蜡模。通过蜡模模具压制得到如附图1所示的蜡模1,蜡模1上带有细孔2,细孔的直径为5mm。
(2)用陶瓷浆料填充细孔2,直至完全填满。所述陶瓷浆料包含10重量份30%浓度的硅溶胶、8-10重量份320目的白刚玉粉和0.5重量份60目的莫来石砂,较粗的白刚玉粉有助于增强陶瓷型芯干燥后的强度,较细的莫来石砂有利于提高陶瓷型芯的表面光洁度。在用陶瓷浆料填充细孔2之前,将金属芯骨4放入蜡模细孔中,所述金属芯骨4为直径1mm的铁丝,当陶瓷浆料填充完毕后金属芯骨4露出蜡模细孔外的高度为10mm。
(3)待填充到细孔2中的陶瓷浆料干燥后,得到未焙烧的陶瓷型芯3。之后开始在蜡模2表面挂涂料、撒砂,不断重复直至得到未焙烧的型壳5。在制备型壳的过程中,金属芯骨4露出细孔2的部分与未焙烧的型壳5结合,将两者连接到一起。金属芯骨4起到将陶瓷型芯3固定到未焙烧的型壳5上的作用。
(4)待未焙烧的型壳5干燥、硬化后脱蜡,将脱蜡后的未焙烧的型壳5进行焙烧,得到焙烧后的型壳7,焙烧后的型壳7上连接有焙烧后的陶瓷型芯6;
(5)用焙烧后的型壳7进行铝合金浇铸,待铸件冷却后去除型壳7和型芯6即得到带细孔的铝合金铸件。

Claims (2)

1.铝合金细孔的熔模铸造方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)压制蜡模;
(2)用陶瓷浆料填充蜡模细孔,直至完全填满;所述陶瓷浆料包含耐火材料和粘结剂,所述耐火材料为石英砂、刚玉粉、硅酸铝粉、莫来石砂、锆英石粉、镁砂、铝钒土粉、焦宝石粉中的任意一种或任意几种的组合物,所述粘结剂为水玻璃、酸乙酯水解液、硅溶胶中的任意一种;在用陶瓷浆料填充蜡模细孔之前或填充的过程中,将金属芯骨放入蜡模细孔中,所述金属芯骨为直径小于蜡模细孔直径的铁丝、铜丝或钢丝,金属芯骨的弯曲度与蜡模细孔的弯曲度基本一致,当陶瓷浆料填充完毕后金属芯骨仍有一段露出蜡模细孔外;
(3)待填充到蜡模细孔中的陶瓷浆料干燥后在蜡模表面挂涂料、撒砂,不断重复直至达到型壳厚度要求;
(4)待型壳干燥、硬化后脱蜡,将脱蜡后的型壳进行焙烧;
(5)用焙烧好的型壳进行铝合金浇铸,待铸件冷却后去除型壳和型芯即得到带细孔的铝合金铸件。
2.如权利要求1所述的铝合金细孔的熔模铸造方法,其特征在于:步骤2中所述的陶瓷浆料的优选配方为:包含10重量份30%质量浓度的硅溶胶、8-10重量份320目的白刚玉粉和0.5重量份60目的莫来石砂。
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