CN105458180B - 一种含有排蜡口的成型浇道及其制备和封堵方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是为了解决现有技术中排蜡口封堵存在的问题，提供了一种含有排蜡口的成型浇道及其制备和封堵方法，属于大型薄壁铸件熔模铸造领域。该成型浇道为两端开口的蜡质管道，由左段、中段和右段组成；右段为蜡质管道空腔；中段为一端粗一端细的蜡质管道空腔，较细的一端与右段连接，较粗的一端与左段连接；左段为侧壁有一凸台的蜡质管道空腔；凸台的上表面即为尚未开口的排蜡口。该成型浇道生产一致性好，便于进行生产过程控制；并且，本发明采用专用陶瓷堵块封堵排蜡口，再配合以适当的涂料，能够防止浇注时出现钢水渗漏现象，保证补缩效果，减少缩孔、疏松及夹杂等冶金缺陷的发生。

Description

一种含有排蜡口的成型浇道及其制备和封堵方法

技术领域

本发明属于大型薄壁铸件熔模铸造领域，特别涉及一种大型浇注系统的含有排蜡口的成型浇道及其制备和封堵方法。

背景技术

大型复杂薄壁件是航空发动机的重要零部件类别之一，一般采用高温合金熔模铸造方法整体精铸成型，铸造难度极大。因其浇注系统十分复杂，蜡模熔失难度大，脱蜡后的型壳容易存在蜡料残留，为保证脱蜡彻底需在型壳底部开排蜡口，待脱蜡、焙烧后再对排蜡口进行封堵。目前采用的排蜡口制作方法是在组合浇注系统时手工粘贴蜡块，蜡块形状大小不一，生产一致性较差。而在排蜡口封堵环节，只能针对每个排蜡口截取对应大小的型壳薄片，将其塞进底部浇道后用涂料堵死。这种封堵方法往往不够严密，经常发生钢水渗漏现象，严重影响了底部浇道对铸件的补缩效果，容易导致缩孔、疏松、夹杂等冶金缺陷的发生。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中排蜡口封堵存在的问题，提供了一种含有排蜡口的成型浇道及其制备和封堵方法。该成型浇道生产一致性好，便于进行生产过程控制；并且，本发明采用专用陶瓷堵块封堵排蜡口，再配合以适当的涂料，能够防止浇注时出现钢水渗漏现象，保证补缩效果，减少缩孔、疏松及夹杂等冶金缺陷的发生。

本发明的技术方案之一为，一种含有排蜡口的成型浇道，为两端开口的蜡质管道，由左段、中段和右段组成；右段为蜡质管道空腔；中段为一端粗一端细的蜡质管道空腔，较细的一端与右段连接，较粗的一端与左段连接；左段为侧壁有一凸台的蜡质管道空腔；凸台的上表面即为尚未开口的排蜡口；

较好的，所述成型浇道为近长方形，并且中段为四棱台形；

更好的，所述成型浇道位于左段的开口向管道径向方向收边，使浇道两端开口的尺寸相同；

使用时，可将所述成型浇道两端分别与铸件浇注系统的横浇道相连接。

本发明的技术方案之二为，上述含有排蜡口的成型浇道的制备方法，包括如下步骤：

1)将成型浇道的模具加热到25～40℃；将蜡料加热融化呈流动状态，并将蜡料温度维持在65～72℃，然后用手动压蜡机或高压压蜡机以0.8～1.5MPa的压力将蜡料压注到模具中，并保温15～30s；

2)保温结束后，打开模具取出，即得到成型浇道。

本发明的技术方案之三为，上述含有排蜡口的成型浇道的封堵方法，包括如下步骤：

1)组装大型浇注系统的蜡模，在成型浇道左右两端分别连接横浇道，并将成型浇道位于右段的开口朝向金属液流入的方向，使横浇道、成型浇道组合成一个新的浇道，再根据大型铸件的具体尺寸调节新浇道的总长度，然后将横浇道与成型浇道的两端熔固在一起，新浇道即可用于大型铸件浇注系统的组装；

2)蜡模组合完毕后，进行型壳的制造；在蜡模上涂以若干层耐火材料，每制一层型壳都进行三个工序：上涂料、撒砂、干燥；最后一层不撒砂；

所述的涂料采用硅溶胶+刚玉粉和硅溶胶+铝矾土粉；所述的撒砂材料采用刚玉砂和煤矸石砂；

3)最后一层型壳经过干燥、硬化后，将成型浇道左段凸台处的型壳打磨干净，直至露出蜡料；然后将型壳放入高压脱蜡釜中脱蜡，型壳中蜡模的蜡料熔失，于成型浇道凸台上表面形成排蜡口，从而使蜡液由浇口杯及排蜡口处流出，然后脱蜡的型壳经过焙烧形成耐火型壳；

4)取采用莫来石陶瓷材料制备的陶瓷堵块，将陶瓷堵块由排蜡口塞入型壳的浇道中，塞紧后，用浆料将排蜡口密封，并充分干燥，使其达到一定强度以防止跑火；

所述陶瓷堵块尺寸与成型浇道中段部分的内壁尺寸相同，并且将陶瓷堵块的厚大一端开槽；

该陶瓷堵块的制备方法为，以石英玻璃粉为基体材料，莫来石粉料3Al₂O₃·2SiO₂为矿化剂材料，以模具压制成形后，经烧结成莫来石陶瓷材料；

所述浆料为硅酸乙酯水解液、硅溶胶和铝矾土粉的混合物；

5)排蜡口全部封堵后，型壳即可用于浇注。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

1、本发明的成型浇道，可以一次性生产多个，生产一致性较好，在组合大型铸件的浇注系统时将其组合入横浇道内，便于进行生产过程控制。另一方面，采用专用陶瓷堵块封堵底部浇道，再配合以适当的涂料，能够防止浇注时出现钢水渗漏现象，保证补缩效果，减少缩孔、疏松及夹杂等冶金缺陷的发生。

2、由于大型铸件浇注系统复杂，在型壳的脱蜡环节，熔融的蜡料难以全部从型壳中流出，而有此排蜡口后，蜡料便能够从浇口杯及多个排蜡口处流出，从而加快脱蜡效率和质量，减少型壳中蜡料残留，并且能够减少脱蜡过程中型壳的裂纹。

附图说明

图1、本发明含有排蜡口的成型浇道的示意图；

图2、本发明中与横浇道连接后的成型浇道示意图；

图3、本发明中陶瓷堵块的示意图；

图4、本发明中陶瓷堵块与成型浇道配合示意图；

其中，1、左段，2、中段，3、右段，4、凸台，5、排蜡口，6、右段开口，7、横浇道，8、含有排蜡口的成型浇道，9、堵块。

具体实施方式

以下实施例中的蜡料的型号为F28-44B，也可以选择其他型号的蜡料。

实施例1

一种含有排蜡口的成型浇道，如图1所示，为两端开口的为近长方形蜡质管道，由左段1、中段2和右段3组成；右段3为蜡质管道空腔，尺寸为35mm×25mm×10mm；中段2为一端粗一端细的四棱台形蜡质管道空腔，较细的一端与右段连接，较粗的一端与左段连接，中段2长30mm，粗端端面尺寸50mm×30mm，细端端面尺寸35mm×25mm；左段1为侧壁有一凸台4的蜡质管道空腔，凸台4的上表面即为尚未开口的排蜡口5，左段尺寸50mm×40mm×40mm，成型浇道位于左段1的开口向管道径向方向收边，形成开口的尺寸为35mm×25mm，与浇道右段开口6的尺寸相同，凸台4高10mm。

实施例2

上述含有排蜡口的成型浇道的制备方法，步骤如下：

1)将成型浇道的模具加热到25℃；将蜡料加热融化呈流动状态，并将蜡料温度维持在72℃，然后用手动压蜡机以0.8MPa的压力将蜡料压注到模具中，并保温30s；

2)保温结束后，打开模具取出，即得到成型浇道。

实施例3

上述含有排蜡口的成型浇道的制备方法，步骤如下：

1)将成型浇道的模具加热到33℃；将蜡料加热融化呈流动状态，并将蜡料温度维持在69℃，然后用高压压蜡机以1.2MPa的压力将蜡料压注到模具中，并保温23s；

2)保温结束后，打开模具取出，即得到成型浇道。

实施例4

上述含有排蜡口的成型浇道的制备方法，步骤如下：

1)将成型浇道的模具加热到40℃；将蜡料加热融化呈流动状态，并将蜡料温度维持在65℃，然后用高压压蜡机以1.5MPa的压力将蜡料压注到模具中，并保温15s；

2)保温结束后，打开模具取出，即得到成型浇道。

实施例5

上述含有排蜡口的成型浇道的封堵方法，包括如下步骤：

1)组装大型浇注系统的蜡模，在成型浇道8左右两端分别连接横浇道7，并将成型浇道右段开口6朝向金属液流入的方向，使横浇道7、成型浇道8组合成一个新的浇道，再根据大型铸件的具体尺寸调节新浇道的总长度，然后将横浇道7与成型浇道8的两端熔固在一起，新浇道即可用于大型铸件浇注系统的组装，如图2所示；

2)蜡模组合完毕后，进行型壳的制造；在蜡模上涂7层耐火材料，每制一层型壳都进行三个工序：上涂料、撒砂、干燥；最后一层不撒砂；

前4层涂料为硅溶胶+刚玉粉，撒砂材料为刚玉砂，后3层为硅溶胶+铝矾土粉，第5、6层撒砂材料为煤矸石砂；

3)最后一层型壳经过干燥、硬化后，将成型浇道左段凸台4处的型壳打磨干净，直至露出蜡料；然后将型壳放入高压脱蜡釜中脱蜡，型壳中蜡模的蜡料熔失，于成型浇道凸台4上表面形成排蜡口5，从而使蜡液由浇口杯及排蜡口5处流出，然后脱蜡的型壳经过焙烧形成耐火型壳；

4)取采用莫来石陶瓷材料制备的陶瓷堵块9，如图3所示，将陶瓷堵块9从排蜡口5塞入型壳的浇道中，塞紧后，用浆料将排蜡口5密封，并充分干燥，使其达到一定强度以防止跑火，如图4所示；

所述陶瓷堵块9尺寸与成型浇道中段2的内壁尺寸相同，并且将陶瓷堵块9的厚大一端开槽，防止其经过烧结后收缩过大而导致实际尺寸过小；

陶瓷堵块9的制备方法为，以石英玻璃粉为基体材料，莫来石粉料3Al₂O₃·2SiO₂为矿化剂材料，以模具压制成形后，经烧结成莫来石陶瓷材料。

所述浆料为硅酸乙酯水解液、硅溶胶和铝矾土粉的混合物；

5)排蜡口全部封堵后，型壳即可用于浇注。

实施例6

上述含有排蜡口的成型浇道的封堵方法，步骤同实施例5，区别在于步骤2)中，在蜡模上涂5层耐火材料，前3层涂料为硅溶胶+刚玉粉，撒砂材料为刚玉砂，后2层为硅溶胶+铝矾土粉，第4层撒砂材料为煤矸石砂。

Claims (9)

1.一种含有排蜡口的成型浇道，其特征在于，为两端开口的蜡质管道，由左段、中段和右段组成；右段为蜡质管道空腔；中段为一端粗一端细的蜡质管道空腔，较细的一端与右段连接，较粗的一端与左段连接；左段为侧壁有一凸台的蜡质管道空腔；凸台的上表面即为尚未开口的排蜡口；

浇注时，将陶瓷堵块由排蜡口塞入蜡模型壳的浇道中，塞紧后，用浆料将排蜡口密封，充分干燥达到一定强度。

2.根据权利要求1所述的一种含有排蜡口的成型浇道，其特征在于，所述成型浇道为近长方形，并且中段为四棱台形。

3.根据权利要求1所述的一种含有排蜡口的成型浇道，其特征在于，所述成型浇道位于左段的开口向管道径向方向收边，使浇道两端开口的尺寸相同。

4.权利要求1所述的一种含有排蜡口的成型浇道的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将成型浇道的模具加热到25～40℃；将蜡料加热融化呈流动状态，并将蜡料温度维持在65～72℃，然后用手动压蜡机或高压压蜡机以0.8～1.5MPa的压力将蜡料压注到模具中，并保温15～30s；

2)保温结束后，打开模具取出，即得到成型浇道。

5.权利要求1所述的一种含有排蜡口的成型浇道的封堵方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)组装大型浇注系统的蜡模时，在成型浇道左右两端分别连接横浇道，并将成型浇道位于右段的开口朝向金属液流入的方向，使横浇道、成型浇道组合成一个新的浇道，再根据大型铸件的具体尺寸调节新浇道的总长度，然后将横浇道与成型浇道的两端熔固在一起，新浇道即可用于大型铸件浇注系统的组装；

2)蜡模组合完毕后，进行型壳的制造；在蜡模上涂以若干层耐火材料，每制一层型壳都进行三个工序：上涂料、撒砂、干燥；最后一层不撒砂；

3)最后一层型壳经过干燥、硬化后，将成型浇道左段凸台处的型壳打磨干净，直至露出蜡料；然后将型壳放入高压脱蜡釜中脱蜡，型壳中蜡模的蜡料熔失，于成型浇道凸台上表面形成排蜡口，从而使蜡液由浇口杯及排蜡口处流出，然后脱蜡的型壳经过焙烧形成耐火型壳；

4)将陶瓷堵块由排蜡口塞入型壳的浇道中，塞紧后，用浆料将排蜡口密封，并充分干燥，使其达到一定强度以防止跑火；

5)排蜡口全部封堵后，型壳即可用于浇注。

6.根据权利要求5所述的一种含有排蜡口的成型浇道的封堵方法，其特征在于，所述的涂料采用硅溶胶+刚玉粉和硅溶胶+铝矾土粉；所述的撒砂材料采用刚玉砂和煤矸石砂。

7.根据权利要求5所述的一种含有排蜡口的成型浇道的封堵方法，其特征在于，所述陶瓷堵块尺寸与成型浇道中段部分的内壁尺寸相同，并且将陶瓷堵块的厚大一端开槽。

8.根据权利要求5所述的一种含有排蜡口的成型浇道的封堵方法，其特征在于，所述浆料为硅酸乙酯水解液、硅溶胶和铝矾土粉的混合物。

9.根据权利要求7所述的一种含有排蜡口的成型浇道的封堵方法，其特征在于，所述陶瓷堵块的制备方法为，以石英玻璃粉为基体材料，莫来石粉料3Al₂O₃·2SiO₂为矿化剂材料，以模具压制成形后，经烧结成莫来石陶瓷材料。