CN107262671B - 脱蜡铸造工艺用脱蜡设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及紧密铸造设备及方法技术领域，特指一种脱蜡铸造工艺用脱蜡设备及方法。该脱蜡设备包括：一可开启的密闭脱蜡釜，该脱蜡釜腔体内的底部设置有储蜡腔，该脱蜡釜中设置有微波发生器，并且在脱蜡釜上设置有加压口，通过加压口向脱蜡釜的腔体内加压；所述的储蜡腔底部设置有蜡液出口。采用上述技术方案后，本发明具有以下优点：1、本发明采用微波作为加热源，直接对含有一定水分的蜡模进行加热，这样脱蜡后，只需要对蜡液进行过滤即可，从而避免蜡水分离过程中的浪费以及热能的消耗。2、本发明对脱蜡釜进行加压，令壳模外部形成正压，防止壳模在蜡模在受热过程中出现撑破的情况。

Description

脱蜡铸造工艺用脱蜡设备及方法

技术领域：

本发明涉及紧密铸造设备及方法技术领域，特指一种脱蜡铸造工艺用脱蜡设备及方法。

背景技术：

脱蜡铸造是精密铸造的一种，其制作工艺为：首先制作蜡模，然后组装形成蜡树，在利用蜡树制作形成浇铸用模具件，然后将模具件与模头组合，将熔融的原料(例如金属熔液、玻璃溶液等)由模头的浇口注入，在模具件中成型，最后将模具件敲破即可取出成型的产品。

脱蜡铸造中脱蜡工艺目前主要采用蒸汽脱蜡，即将浸浆后的蜡模放入一个封闭脱蜡釜中，并向里面充入蒸汽进行加热，通过蒸汽将壳模中的蜡加热、熔融，然后，利用自重蜡液有壳模中流出，蜡液将与凝结的水一起汇集到脱蜡釜底部的蜡水收集区域。为了节约成本，并且利于环保，需要对蜡液需要进行回收，以便于后续制作蜡模继续使用。目前的回收方式采用以下方式：首先对蜡水进行过滤，将混入蜡水中的壳模杂质过滤，然后对过滤后的蜡水进行蜡-水分离，分离的方式是蒸发除水，即将蜡液输入到一个搅拌桶中，搅拌桶在加热的过程中同时进行加热，将蜡液中的水分蒸发掉，最后将除水后的蜡进行回收，重新输送到蜡的射出机械中进行再次利用。

目前的脱蜡回收处理方式中存在以下不足：

首先，需要消耗大量的热能，由于采用蒸汽脱蜡，需要燃烧锅炉产生蒸汽源，通常为了对蜡模进行融化，蒸汽的温度一般需要达到180℃左右，燃烧锅炉需要消耗大量的能源。同时，在蒸发除水过程中，同样需要加热，这也进一步的增加了能源的消耗。

其次，目前的脱蜡方式会造成大量的“死蜡”，这是因为，脱蜡用的通常为工业用石蜡，如果其长时间处于较高的温度时，就会出现老化、变质。而在蒸发除水过程中，为了保证水分的蒸发，通常需要将蜡水加热到120-140°左右，并且由于蒸发的时间比较长(一般需要6-8个小时)，此时就会导致“死蜡”的产生。这些“死蜡”必须进行处理，否则如果其再次流入到蜡模射出机中，会造成蜡模的收缩比例不一致，令加工的蜡模尺寸出现偏差。通常循环使用一次，将损失20％左右蜡，这不仅增加了生产的成本，并且造成极大的浪费。

本发明人曾提出一种“脱蜡铸造中的蜡的自动回收设备”的技术方案，但是这种方案也仅仅是提高回收的效率，其并未真正解决蜡的消耗、浪费问题。

针对以上问题，有人提出过使用微波对取代蒸汽，例如见申请号为：201620400786.0的中国发明专利，其就公开了一种微波脱蜡的方案，但是该技术方案仍存在不足，经过本发明人测试，该技术方案脱蜡过程中容易出现壳模破裂的情况，不良率远远高于现有的蒸汽脱蜡方式。同时，该技术方案是通过对壳模中的水分进行加热，从而将热传导至壳模中蜡模。壳模虽然进行浸浆处理，本身含有一定的水分，但是，壳模在浸浆完成后，还需要进行晾干、烘烤过程，令壳固化。经过烘干处理的壳模一本不含水分，所以该技术方案中通过对壳模中的水分进行加热基本是很难的，或者虽然可以，但是需要较长的时间，生效效率不高。经过本发明人不断改进，提出了以下技术方案。

发明内容：

本发明所要解决的第一个技术问题就在于克服现有技术的不足，提供一种脱蜡铸造工艺用脱蜡设备。

为了解决上述技术问题，本发明的脱蜡铸造工艺用脱蜡设备采用了下述技术方案，该脱蜡设备包括：一可开启的密闭脱蜡釜，该脱蜡釜腔体内的底部设置有储蜡腔，该脱蜡釜中设置有微波发生器，并且在脱蜡釜上设置有加压口，通过加压口向脱蜡釜的腔体内加压；所述的储蜡腔底部设置有蜡液出口。

进一步而言，上述技术方案中，所述的加压口与脱蜡铸造工艺中的壳模烧结炉连通，通过气泵将烧结炉产生的热空气加压后输送到脱蜡釜中。

进一步而言，上述技术方案中，所述的蜡液出口与一离心过滤机连通，通过离心过滤机将蜡液中的杂质过滤。

本发明所要解决的第二个技术问题就在于克服现有技术的不足，提供一种脱蜡铸造工艺用脱蜡方法。

为了解决上述技术问题，本发明的脱蜡铸造工艺用脱蜡方法采用了如下技术方案：本方法是在脱蜡釜中设置微波发生器，通过微波发生器对壳模中的蜡模进行加热，融化流出的蜡液通过脱蜡釜中设置的出口排出到离心过滤机中，经过离心过滤机将蜡液中的杂质过滤，从而实现对蜡的回收；其中，脱蜡过程中，需要向脱蜡釜中进行加压处理，通过向脱蜡釜内充入的加压气体对壳模外表面形成压力；所述壳模中的蜡模采用的是含水蜡，微波发生器工作时将对蜡模中所含的水分进行加热。

进一步而言，上述技术方案中，所述的在脱蜡过程中向脱蜡釜中所加入的加压气体为热空气。

进一步而言，上述技术方案中，所述的脱蜡釜与脱蜡铸造工艺中的壳模烧结连通，通过气泵将烧结炉产生的热空气加压后输送到脱蜡釜中。

本发明采用上述技术方案后，本发明具有以下优点：

1、本发明采用微波作为加热源，无需使用水蒸气，这样融化的蜡在后续处理过程中无需进行蜡水分离，只需要进行过滤即可，从而避免蜡水分离过程中的浪费。

2、本发明对脱蜡釜进行加压，这是因为蜡在受热膨胀过程中可能会撑破壳模，而通过对脱蜡釜加压处理，令壳模外部形成正压，防止壳模在蜡模在受热过程中出现撑破的情况。

3、本发明采用微波作为加热源，其并不对壳模进行加热，而是对蜡直接进行加热，为了对蜡进行加热，本发明需要在用于成型蜡模的原料中混入一定比例的水，从而实现对蜡模的加热。

4、本发明由于直接对蜡模进行加热，加热熔融流出壳模的蜡液将汇集在脱蜡釜内的储蜡腔，将储蜡腔内的蜡液排入到离心过滤机，直接通过离心过滤机将蜡液中的杂质过滤，所得到的蜡液可以直接输送到成型蜡模的射出机构，进行再次循环。

5、本发明可直接将脱蜡工艺中壳模烧结时产生的热空气作为热源，通过气泵加压后输入到脱蜡釜中，从而即实现对脱蜡釜的加压，又实现对整个脱蜡釜内的加温，从而可以加热拉模的融化，进一步提高效率，并且实现了对烧结炉热能的利用。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明工作时意图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。

见图1所示，这是本发明脱蜡铸造工艺用脱蜡设备的结构示意图，其包括：脱蜡釜1。脱蜡釜1为一个可开启的密闭加热容器，在脱蜡釜1的侧壁上设置有微波发生器2，微波发生器2的功率和数量可根据脱蜡釜1的空间、所脱蜡的壳模大小、数量设置。在脱蜡釜1内部形成的腔体下面有一个储蜡腔11，该储蜡腔11是用于将脱蜡流出的蜡液蓄积。所述的储蜡腔11底部设置有蜡液出口13。通过蜡液出口13将脱蜡融化的蜡液排出。

另外，在脱蜡釜1上设置有加压口12，通过加压口12向脱蜡釜1的腔体内加压。参见图2所示，由于蜡模91在加热过程中会膨胀，可能会将壳模92“撑破”，造成壳模92损坏。为了防止这种现象的发生，本发明通过向脱蜡釜1中加压，从而通过气体的压力对壳模92外表面形成压力支撑，以抵消壳模92内部蜡模91的膨胀压力，防止壳模92破裂。当蜡模91开始融化后，随着蜡液的而流出，这种内部膨胀压力就会逐渐减小，并消失。

本发明加入压力气体为热空气。可将所述的加压口12与脱蜡铸造工艺中的壳模烧结炉5连通，通过气泵7将烧结炉5产生的热空气加压后输送到脱蜡釜1 中。将烧结炉5产生的热空气进行利用，输入到脱蜡釜1中，这些热空气可以对烧结炉5内的壳模92进行加热，从而加速蜡模91的加热，进一步提高脱蜡的效率，并且防止壳模92破裂。

另外，在所述的蜡液出口13与一离心过滤机4连通，通过离心过滤机4将蜡液中的杂质过滤。蜡模在受热融化后会流出壳模的过程中，壳模上的一些杂质也会落入，所以需要对蜡液进行过滤。将蜡液出口13与离心过滤机4连通，通过离心过滤机4将蜡液与杂质分离，得到的蜡液可直接送入蜡模的射出机6中。

为了便于控制，脱蜡釜1上还设置有压力表14、温度表15，用于监控脱蜡釜1内的压力、温度数值，并同时将这些数值反馈到控制箱10，由控制箱10对脱蜡釜1的压力和温度进行调控，确保相关参数处于设定的范围内。

下面详细说明本发明的工作原理，从而进一步阐述本发明的脱蜡铸造工艺用脱蜡方法

首先，将烘干后的壳模均匀的悬挂在蜡模支架(图未示出)上，一个蜡模支架通常可悬挂10-40个蜡模壳模。令壳模的浇口朝下，以便于蜡液的流出。

其次，打开脱蜡釜1的门，将蜡模支架推入到脱蜡釜1的腔体内，此时，通过加压口12已经预先输入有热空气，对脱蜡釜1内进行预热。关闭脱蜡釜1的门，将脱蜡釜1形成密闭空间。

然后，开启脱蜡釜1中的微波发生器2，通过微波发生器2对壳模中的蜡模进行加热，同时，通过加压口12对脱蜡釜1内进行加压，通常压力为5-15公斤的压力。通入热风的温度一般控制在100-120摄氏度。微波发生器2的加热温度设置在80-100摄氏度。蜡模通常在40摄氏度开始变软，60-80摄氏度之间就会变成流体，这也是蜡模射出成型时蜡液的温度。

接着，根据壳模的大小、数量，设定微波发生器2的加热时间。到达设定时间后，开始泄压，并等候一定时间，待蜡液完全由壳模中流出，流入储蜡腔11 内。同时，开启蜡液出口13，将储蜡腔11内的蜡液排出到与之连通的离心过滤机4。然后开启脱蜡釜1的门，将蜡模支架由脱蜡釜1中拉出，并推入另一件脱蜡支架。

最后，再次进行上述脱蜡作业。同时，开启离心过滤机4，将蜡液中的杂质过滤，过滤后的蜡液通过保温管8道直接输送到脱蜡铸造工艺中蜡模射出机6，此时蜡液的温度在60-70摄氏度，正好可以用于蜡模的注塑。过滤后的杂质可只直接通过离心过滤机4的排出口排出。

在上述的脱蜡方法中，由于使用微波发生器对蜡模直接进行加热，但是微波对蜡具有穿透性，微波并不能直接加热蜡。所以为了达到微波加热蜡模，需要令蜡模中含有一定的水分，即所述壳模中的蜡模采用的是含水蜡，微波发生器2工作时将对蜡模中所含的水分进行加热，这些水分加热后再将热传导至蜡，从而起到对蜡模加热的作用。

蜡虽然不溶于水，但是二者可混合形成具有一定含水量的蜡质。实施本发明时，在使用新的蜡材时，由于新的蜡材含水量很低，所以在进行射出成型之前，可以在蜡加热融化时加入一定量的水。加入水的比例控制在3-8％。这些含水的蜡在完成射出成型后，水分被均匀封存在固态的蜡模中。同时，这些含水的蜡也并不影响蜡模的成型、修模，组树。例如使用传统的蒸汽脱蜡、或者水浴脱蜡，最终脱水后得到的蜡溶液通常还含有2-5％的水分。

由于蜡模中含有一定的水分，并且这些水分是均匀存在于蜡模中，所以当微波发生器2开启后，其将微波对水分子的加热将直接传导至蜡模的蜡材上。从而实现对蜡模的均匀加热。再结合脱蜡釜1中加压热空气的外部加热，蜡模将快速融化，由壳模的浇口流出。

当蜡液流入到储蜡腔11中后，在液态下蜡水很容易分离，并且同时由于脱蜡釜1中温度较高，所以蜡液中的水分会蒸发，从而降低蜡液中的水含量。为了收集蒸发的水分，脱蜡釜1的底部设置有与储蜡腔11连通的导流槽110，当水蒸气在脱蜡釜1中凝结后，落下，并沿导流槽110流入储蜡腔11中。此时蜡液、水进入离心过滤机4后，在离心力作用下再次混合，水分重新被混入蜡液中。

当然，也可在离心过滤机4上引入一加水口41，当蜡液中的含水量下降3％以下后，可通过人工添加的方式，向蜡液中加入一定比例的水。

当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (1)

1.脱蜡铸造工艺用脱蜡方法，该脱蜡方法使用脱蜡设备进行脱蜡，其特征在于：所述的脱蜡设备包括：一可开启的密闭脱蜡釜(1)，该脱蜡釜(1)腔体内的底部设置有储蜡腔(11)，脱蜡釜(1)中设置有微波发生器(2)，并且在脱蜡釜(1)上设置有加压口(12)，通过加压口(12)向脱蜡釜(1)的腔体内加压；所述的储蜡腔(11)底部设置有蜡液出口(13)；所述的加压口(12)与脱蜡铸造工艺中的壳模烧结炉(5)连通，通过气泵(7)将烧结炉产生的热空气加压后输送到脱蜡釜(1)中；所述的蜡液出口(13)与一离心过滤机(4)连通，通过离心过滤机(4)将蜡液中的杂质过滤；过滤后的蜡液通过保温管道（8）直接输送到脱蜡铸造工艺中蜡模射出机（6）；

脱蜡方法包括如下步骤：

首先，将烘干后的壳模均匀的悬挂在蜡模支架，令壳模的浇口朝下，以便于蜡液的流出；

其次，打开脱蜡釜（1）的门，将蜡模支架推入到脱蜡釜（1）的腔体内，此时，通过加压口（12）已经预先输入有热空气，对脱蜡釜（1）内进行预热，关闭脱蜡釜（1）的门，将脱蜡釜（1）形成密闭空间；

然后，开启脱蜡釜（1）中的微波发生器（2），通过微波发生器（2）对壳模中的蜡模进行加热，同时，通过加压口（12）对脱蜡釜内进行加压，压力为5-15公斤的压力，通入热风的温度控制在100-120摄氏度，微波发生器（2）的加热温度设置在80-100摄氏度；

接着，设定微波发生器（2）的加热时间，到达设定时间后，开始泄压，并等候一定时间，待蜡液完全由壳模中流出，流入储蜡腔（11）内，同时，开启蜡液出口（13），将储蜡腔内的蜡液排出到与之连通的离心过滤机（4），然后开启脱蜡釜（1）的门，将蜡模支架由脱蜡釜（1）中拉出，并推入另一件脱蜡支架；

最后，再次进行上述脱蜡作业，同时，开启离心过滤机（4），将蜡液中的杂质过滤，过滤后的蜡液通过保温管道（8）直接输送到脱蜡铸造工艺中蜡模射出机（6），此时蜡液的温度在60-70摄氏度，正好用于蜡模的注塑；

上述脱蜡方法中，蜡模中的水比例控制在3-8%，由于蜡模中含有一定的水分，并且这些水分是均匀存在于蜡模中，所以当微波发生器（2）开启后，其将微波对水分子的加热将直接传导至蜡模的蜡材上，从而实现对蜡模的均匀加热，再结合脱蜡釜（1）中加压热空气的外部加热，蜡模将快速融化，由壳模的浇口流出；当蜡液流入到储蜡腔（11）中后，在液态下蜡水分离，蜡液中的水分蒸发，脱蜡釜（1）的底部设置有与储蜡腔（11）连通的、为了收集蒸发的水分的导流槽（110），当水蒸气在脱蜡釜1中凝结后，落下，并沿导流槽（110）流入储蜡腔（11）中，此时蜡液、水进入离心过滤机（4）后，在离心力作用下再次混合，水分重新被混入蜡液中。

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