CN104972063B - 一种熔模精密铸造蜡模的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种熔模精密铸造蜡模的制备方法，涉及一种蜡模的制备方法。本发明的目的是要解决现有熔模精密铸造蜡模在制备过程中易由收缩导致变形和尺寸变小，尤其是蜡模表面出现凹痕，且在脱蜡的过程中易造成型壳胀裂的技术问题。本发明的一种熔模精密铸造蜡模的制备方法是按以下步骤进行的：一、混合蜡料；二、蜡模成型。本发明中加入的Al2O3粉热膨胀系数小，填料残余的Al2O3粉与型壳面层耐火材料粒度相同，对焙烧灰分并无影响，填料均匀分散在液相模料中形成交错的骨架结构，对蜡模强度及韧性也起到一定增强作用，可明显减轻蜡模尺寸收缩，变形等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种蜡模的制备方法。
背景技术
熔模精密铸造是一种先进的近净成形生产工艺，近净成形的质量与其工艺流程密切相关，包括蜡模的制备、耐火材料的涂挂、脱蜡及型壳检查、熔炼及浇注、脱模及后处理。熔模铸造最大特点是造型复杂程度高，铸件可很好地复制蜡模的形状和尺寸，蜡模制备作为熔模铸造的第一步，对铸件的尺寸及精度产生直接影响。
TiAl合金因其密度低、比强度高、耐高温蠕变、氧化性能好，在航空航天领域具有广阔的应用前景。熔模精密铸造是TiAl合金构件主要生产方式，可以实现近净成形，铸件可不经过加工或少量加工使用，尤其在成型高精度大型薄壁复杂的整体构件上具有无可比拟的优势。但是TiAl合金在熔融状态下极为活泼且极易氧化，几乎与所有元素发生化学反应，因此TiAl合金的熔炼及浇注必需在真空或氩气气氛保护下，所需的型壳面层也应有足够的化学惰性以降低合金与型壳界面反应的程度，因而TiAl合金熔模铸造较高成本。改善蜡模的尺寸精度，可提升铸件精度，同时提升铸件合格率，可以显著降低铸造成本。
蜡料的性能无论在国内以至国外都存在着较为成熟的检测标准，主要涉及熔化温度、耐热性、热膨胀和收缩率、强度、硬度、粘度、流动性、涂挂性以及灰分九个方面。熔模精密铸造蜡模在制备过程中易由收缩导致变形和尺寸变小，尤其是蜡模表面出现凹痕，且在脱蜡的过程中易造成型壳胀裂。
发明内容
本发明的目的是要解决现有熔模精密铸造蜡模在制备过程中易由收缩导致变形和尺寸变小，尤其是蜡模表面出现凹痕，且在脱蜡的过程中易造成型壳胀裂的技术问题，而提供一种熔模精密铸造蜡模的制备方法。
本发明的一种熔模精密铸造蜡模的制备方法是按以下步骤进行的：
一、混合蜡料：将蜡料放入压蜡机保温缸中，从室温加热到110℃，在温度为110℃的条件下保温0.5h～2h，从110℃降温至90℃，在温度为90℃的条件下保温12h，加入Al2O3粉，然后在温度为90℃～110℃的条件下机械搅拌1h～3h，在温度为90℃～110℃和未搅拌的条件下保温12h，在温度为90℃～110℃的条件下机械搅拌1h～3h，在压蜡机中得到模料；所述的Al2O3粉与蜡料的质量比为1:2；
二、蜡模成型：将步骤一的压蜡机中的模料在压入压力为3MPa～5MPa和压蜡温度为90℃～110℃的条件下压入压蜡模具中，然后保压30s，脱模，自然冷却至室温，得到熔模精密铸造蜡模。
本发明中加入的Al2O3粉热膨胀系数小，填料残余的Al2O3粉与型壳面层耐火材料粒度相同，对焙烧灰分并无影响，填料均匀分散在液相模料中形成交错的骨架结构，对蜡模强度及韧性也起到一定增强作用，可明显减轻蜡模尺寸收缩，变形等问题。
附图说明
图1为试验一至试验四制备的熔模精密铸造蜡模的正视图；
图2为试验一至试验四制备的熔模精密铸造蜡模的俯视图；
图3为试验一至试验四制备的熔模精密铸造蜡模的收缩率图，曲线1为试验一制备的熔模精密铸造蜡模，曲线2为试验二制备的熔模精密铸造蜡模，曲线3为试验三制备的熔模精密铸造蜡模，曲线4为试验四制备的熔模精密铸造蜡模，图3中横坐标的数值代表是图1和图2中标注的1～12对应的位置。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式为一种熔模精密铸造蜡模的制备方法，具体是按以下步骤进行的：
一、混合蜡料：将蜡料放入压蜡机保温缸中，从室温加热到110℃，在温度为110℃的条件下保温0.5h～2h，从110℃降温至90℃，在温度为90℃的条件下保温12h，加入Al2O3粉，然后在温度为90℃～110℃的条件下机械搅拌1h～3h，在温度为90℃～110℃和未搅拌的条件下保温12h，在温度为90℃～110℃的条件下机械搅拌1h～3h，在压蜡机中得到模料；所述的Al2O3粉与蜡料的质量比为1:2；
二、蜡模成型：将步骤一的压蜡机中的模料在压入压力为3MPa～5MPa和压蜡温度为90℃～110℃的条件下压入压蜡模具中，然后保压30s，脱模，自然冷却至室温，得到熔模精密铸造蜡模。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤一所述的Al2O3粉为320目～400目的Al2O3粉。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二的不同点是：步骤一所述的蜡料为KW-218模型蜡。其他与具体实施方式一或二相同。
本实施方式所述的KW-218模型蜡是大连恒辉伟业公司生产的。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三的不同点是：步骤一所述的蜡料的软化温度为72℃，融化温度为84℃。其他与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四的不同点是：步骤二中将步骤一的压蜡机中的模料在压入压力为3MPa和压蜡温度为90℃的条件下压入压蜡模具中，然后保压30s，脱模，自然冷却至室温，得到熔模精密铸造蜡模。其他与具体实施方式一至四相同。
通过以下试验验证本发明的有益效果：
试验一：本试验为对比试验，具体是按以下步骤进行的：
一、混合蜡料：将蜡料放入压蜡机保温缸中，从室温加热到110℃，在温度为110℃的条件下保温0.5h，从110℃降温至90℃，在温度为90℃的条件下保温12h，在压蜡机中得到模料；
二、蜡模成型：将步骤一的压蜡机中的模料在压入压力为3MPa和压蜡温度为90℃的条件下压入压蜡模具中，然后保压30s，脱模，自然冷却至室温，得到熔模精密铸造蜡模。
步骤一所述的蜡料为大连恒辉伟业公司提供的KW-218模型蜡。
试验二：本试验为一种熔模精密铸造蜡模的制备方法，具体是按以下步骤进行的：
一、混合蜡料：将蜡料放入压蜡机保温缸中，从室温加热到110℃，在温度为110℃的条件下保温0.5h，从110℃降温至90℃，在温度为90℃的条件下保温12h，加入Al2O3粉，然后在温度为110℃的条件下机械搅拌1h，在温度为110℃和未搅拌的条件下保温12h，在温度为110℃的条件下机械搅拌1h，在压蜡机中得到模料；所述的Al2O3粉与蜡料的质量比为1:2；
二、蜡模成型：将步骤一的压蜡机中的模料在压入压力为3MPa和压蜡温度为110℃的条件下压入压蜡模具中，然后保压30s，脱模，自然冷却至室温，得到熔模精密铸造蜡模。
步骤一所述的Al2O3粉为320目的Al2O3粉；步骤一所述的蜡料为大连恒辉伟业公司提供的KW-218模型蜡。
试验三：本试验为一种熔模精密铸造蜡模的制备方法，具体是按以下步骤进行的：
一、混合蜡料：将蜡料放入压蜡机保温缸中，从室温加热到110℃，在温度为110℃的条件下保温0.5h，从110℃降温至90℃，在温度为90℃的条件下保温12h，加入Al2O3粉，然后在温度为100℃的条件下机械搅拌1h，在温度为100℃和未搅拌的条件下保温12h，在温度为100℃的条件下机械搅拌1h，在压蜡机中得到模料；所述的Al2O3粉与蜡料的质量比为1:2；
二、蜡模成型：将步骤一的压蜡机中的模料在压入压力为3MPa和压蜡温度为100℃的条件下压入压蜡模具中，然后保压30s，脱模，自然冷却至室温，得到熔模精密铸造蜡模。
步骤一所述的Al2O3粉为320目的Al2O3粉；步骤一所述的蜡料为大连恒辉伟业公司提供的KW-218模型蜡。
试验四：本试验为一种熔模精密铸造蜡模的制备方法，具体是按以下步骤进行的：
一、混合蜡料：将蜡料放入压蜡机保温缸中，从室温加热到110℃，在温度为110℃的条件下保温0.5h，从110℃降温至90℃，在温度为90℃的条件下保温12h，加入Al2O3粉，然后在温度为90℃的条件下机械搅拌1h，在温度为90℃和未搅拌的条件下保温12h，在温度为90℃的条件下机械搅拌1h，在压蜡机中得到模料；所述的Al2O3粉与蜡料的质量比为1:2；
二、蜡模成型：将步骤一的压蜡机中的模料在压入压力为3MPa和压蜡温度为90℃的条件下压入压蜡模具中，然后保压30s，脱模，自然冷却至室温，得到熔模精密铸造蜡模。
步骤一所述的Al2O3粉为320目的Al2O3粉；步骤一所述的蜡料为大连恒辉伟业公司提供的KW-218模型蜡。
图1为试验一至试验四制备的熔模精密铸造蜡模的正视图，图2为试验一至试验四制备的熔模精密铸造蜡模的俯视图，图3为试验一至试验四制备的熔模精密铸造蜡模的收缩率图，曲线1为试验一制备的熔模精密铸造蜡模，曲线2为试验二制备的熔模精密铸造蜡模，曲线3为试验三制备的熔模精密铸造蜡模，曲线4为试验四制备的熔模精密铸造蜡模，图3中横坐标的数值代表是图1和图2中标注的1～12对应的位置，从图中可以看出试验二至四采用本发明的方法制备的熔模精密铸造蜡模的收缩率相对试验一制备的蜡模有明显降低，试验二在110℃下压蜡，由于温度过高，膨胀严重，制备的熔模精密铸造蜡模的收缩率明显增加，蜡模的收缩率越低，样品成形零度越高，对于后期熔模铸造产品精度有重要影响。
Claims (2)
1.一种熔模精密铸造蜡模的制备方法，其特征在于熔模精密铸造蜡模的制备方法是按以下步骤进行的：
一、混合蜡料：将蜡料放入压蜡机保温缸中，从室温加热到110℃，在温度为110℃的条件下保温0.5h～2h，从110℃降温至90℃，在温度为90℃的条件下保温12h，加入Al2O3粉，然后在温度为90℃～110℃的条件下机械搅拌1h～3h，在温度为90℃～110℃和未搅拌的条件下保温12h，在温度为90℃～110℃的条件下机械搅拌1h～3h，在压蜡机中得到模料；所述的Al2O3粉与蜡料的质量比为1:2；步骤一所述的Al2O3粉为320目～400目的Al2O3粉；步骤一所述的蜡料为KW-218模型蜡；步骤一所述的蜡料的软化温度为72℃，融化温度为84℃；
二、蜡模成型：将步骤一的压蜡机中的模料在压入压力为3MPa～5MPa和压蜡温度为90℃～110℃的条件下压入压蜡模具中，然后保压30s，脱模，自然冷却至室温，得到熔模精密铸造蜡模。
2.根据权利要求1所述的一种熔模精密铸造蜡模的制备方法，其特征在于步骤二中将步骤一的压蜡机中的模料在压入压力为3MPa和压蜡温度为90℃的条件下压入压蜡模具中，然后保压30s，脱模，自然冷却至室温，得到熔模精密铸造蜡模。
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