CN110722103A - 一种高转速混合头的精密铸造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高转速混合头的精密铸造工艺，其技术方案要点包括S1压蜡、S2组树、S3制壳、S4脱蜡、S5焙烧、S6浇铸、S7脱壳、S8切割、S9打磨、S10抛丸、S11热处理、S12表面处理，所述S1压蜡的具体过程如下：将钢筋置于模具中，再将熔融蜡液注入模具内，与钢筋共同成型蜡模，钢筋位于蜡模轴芯中部，蜡模取出后置于水槽内冷却。本发明通过钢筋强化蜡模轴芯，使蜡模轴芯水冷时不易弯曲，进而保证混合头铸件的尺寸精准，达到动平衡的要求。

Description

一种高转速混合头的精密铸造工艺
技术领域
本发明涉及精密铸造技术领域，特别涉及一种高转速混合头的精密铸造工艺。
背景技术
精密铸造又称为失蜡铸造，相比于传统砂型铸造工艺，精密铸造获得的铸件尺寸更为精准，表面也更为光洁，接近于零件最后形状，可不加工或少量加工便能直接使用。精密铸造分为熔模铸造、陶瓷型铸造、金属型铸造、压力铸造、消失模铸造，其大致包括如下工艺流程：压蜡、修蜡、组树、制壳、脱蜡、焙烧、浇注、脱壳、切割、打磨、抛丸。
目前PU鞋底的制造过程中需要使用到浇注设备，而浇注过程中PU材料搅拌的均匀性会对PU鞋底的性能产生影响。PU材料的搅拌通过混合头实现，混合头如公告号为CN206796364U、公告号为CN106426720B的中国专利所示，包括主轴及间隔周向连接于主轴外部的搅拌叶片。
为保证PU材料搅拌效果，混合头采用高转速，即转速大于等于8000r/min。而由于高速转动时搅拌叶片受到较大的作用力，需保证搅拌叶片与主轴之间的连接强度足以抵抗弯折作用力。为此，混合头常使用精密铸造工艺一体制成，而非采用搅拌叶片单独成型后粘连或机械连接在主轴上的方式制成。
然而，通过精密铸造工艺一体制成混合头的难度大，也有厂家会采用机加工的方式切割形成多个搅拌叶片，但该加工成本高，耗时长，有待改进。
精密铸造工艺一体制成的混合头的工艺难度主要体现在：蜡模成型后水冷时容易发生收缩变形，导致对应于主轴的轴芯略微弯曲，进而使得制造出的混合头铸件垂直度无法保证，因此混合头的动平衡存在问题，机器运转时振动超过标准允许值，进而容易烧毁电机。
发明内容
针对上述技术缺陷，本发明的目的是提供一种高转速混合头的精密铸造工艺，铸造成型的高转速混合头垂直度得到保障，高速转动时可保持平衡。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种高转速混合头的精密铸造工艺，包括S1压蜡、S2组树、S3制壳、S4脱蜡、S5焙烧、S6浇铸、S7脱壳、S8切割、S9打磨、S10抛丸、S11热处理、S12表面处理，所述S1压蜡的具体过程如下：将钢筋置于模具中，再将熔融蜡液注入模具内，与钢筋共同成型蜡模，钢筋位于蜡模轴芯中部，蜡模取出后置于水槽内冷却。
通过采用上述技术方案，钢筋取代一部分蜡模，使得蜡模轴芯的强度大幅提高，具有抵抗冷却收缩变形的能力。因此蜡模经过水冷后其轴芯不易发生弯曲，进而使得所制得的混合头铸件主轴笔直，多个搅拌叶片均完全垂直于主轴，克服现有技术难点，从而达到高速动平衡的要求。
采用上述精密铸造工艺，可一体成型混合头铸件且保证混合头尺寸的精准，成本低、质量好、效率高。
本发明进一步设置为：所述S1压蜡过程中蜡模从模具内取出后，钢筋于远离浇冒口的一端补蜡而包裹钢筋、另一端不补蜡而粘接模组浇冒口上。
通过采用上述技术方案，进行S3制壳时，钢筋不易与型壳粘连在一起，保证S4脱蜡过程中钢筋顺利排出。
本发明进一步设置为：所述钢筋直径为8mm，所述蜡模轴芯直径为32mm。
通过采用上述技术方案，钢筋过粗则不容易排出，过细则对于蜡模轴芯的强化效果不足。
本发明进一步设置为：所述S2组树的具体过程如下：将多个蜡模与形成浇冒口系统的部分连为一体，组成蜡制模组。
本发明进一步设置为：所述S3制壳的具体过程如下：
第一步，先将蜡制模组预湿，再将蜡制模组浸入碱性硅溶胶涂料中，使硅溶胶涂料均匀覆盖在蜡制模组表面，再喷淋砂，干燥后形成第一层；
第二步，重复第一步多次，制得型壳。
本发明进一步设置为：所述S4脱蜡的具体过程如下：将型壳置于脱蜡釜内，采用蒸汽加热的方式使蜡制模组熔融而流出，温度170℃，钢筋随熔融蜡液从浇冒口处流出。
通过采用上述技术方案，钢筋可以随蜡液直接排出，回收重复利用，节约工序及成本。
本发明进一步设置为：所述S5焙烧的具体过程如下：将型壳置于1100-1150℃下焙烧20-60min。
本发明进一步设置为：所述S6浇铸的具体过程如下：往型壳内浇入钢水，温度1550-1580℃，冷却后得到精密铸件。
综上所述，本发明具有以下有益效果：通过钢筋强化蜡模轴芯，使蜡模轴芯水冷时不易弯曲，进而保证混合头铸件的尺寸精准，达到动平衡的要求。
附图说明
图1是实施例一至三的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
一种高转速混合头的精密铸造工艺，如图1所示，包括如下步骤：
S1压蜡：将钢筋置于模具中，再将熔融蜡液注入模具内，与钢筋共同成型蜡模，钢筋位于蜡模轴芯中部，蜡模取出后钢筋于远离浇冒口的一端补蜡而包裹钢筋、另一端不补蜡，然后置于水槽内冷却，钢筋直径为8mm，蜡模轴芯直径为32mm；
S2组树：将六个蜡模与形成浇冒口系统的部分连为一体，且蜡模倾斜设置、钢筋露出一端粘接在模组浇冒口部分上，组成蜡制模组；
S3制壳：
第一步，先将蜡制模组预湿，再将蜡制模组浸入碱性硅溶胶涂料中，使硅溶胶涂料均匀覆盖在蜡制模组表面，再喷淋砂，干燥后形成第一层；
第二步，重复第一步至少三次，制得型壳；
S4脱蜡：将型壳置于脱蜡釜内，采用蒸汽加热的方式使蜡制模组熔融而流出，温度170℃，斜置的钢筋随熔融蜡液从浇冒口处流出。
S5焙烧：将型壳置于1100℃下焙烧60min。
S6浇铸：往型壳内浇入钢水，温度1550℃，冷却后得到精密铸件。
S7脱壳：振动分离型壳和铸件，必要时人工清除未脱离铸件的残砂；
S8切割：将铸件与浇棒切割分离；
S9打磨：打磨铸件表面；
S10抛丸：抛丸清理铸件表面；
S11热处理：针对不同金属材料的铸件，采用回火、淬火等热处理工艺，以提高其性能；
S12表面处理：酸洗以去除氧化膜层，露出光洁表面。
实施例二：
一种高转速混合头的精密铸造工艺，如图1所示，包括如下步骤：
S1压蜡：将钢筋置于模具中，再将熔融蜡液注入模具内，与钢筋共同成型蜡模，钢筋位于蜡模轴芯中部，蜡模取出后钢筋于远离浇冒口的一端补蜡而包裹钢筋、另一端不补蜡，然后置于水槽内冷却，钢筋直径为8mm，蜡模轴芯直径为32mm；
S2组树：将多个蜡模与形成浇冒口系统的部分连为一体，且蜡模倾斜设置、钢筋露出一端粘接在模组浇冒口部分上，组成蜡制模组；
S3制壳：
第一步，先将蜡制模组预湿，再将蜡制模组浸入碱性硅溶胶涂料中，使硅溶胶涂料均匀覆盖在蜡制模组表面，再喷淋砂，干燥后形成第一层；
第二步，重复第一步至少三次，制得型壳；
S4脱蜡：将型壳置于脱蜡釜内，采用蒸汽加热的方式使蜡制模组熔融而流出，温度170℃，斜置的钢筋随熔融蜡液从浇冒口处流出。
S5焙烧：将型壳置于1150℃下焙烧20min。
S6浇铸：往型壳内浇入钢水，温度1580℃，冷却后得到精密铸件。
S7脱壳：振动分离型壳和铸件，必要时人工清除未脱离铸件的残砂；
S8切割：将铸件与浇棒切割分离；
S9打磨：打磨铸件表面；
S10抛丸：抛丸清理铸件表面；
S11热处理：针对不同金属材料的铸件，采用回火、淬火等热处理工艺，以提高其性能；
S12表面处理：酸洗以去除氧化膜层，露出光洁表面。
实施例三：
一种高转速混合头的精密铸造工艺，如图1所示，包括如下步骤：
S1压蜡：将钢筋置于模具中，再将熔融蜡液注入模具内，与钢筋共同成型蜡模，钢筋位于蜡模轴芯中部，蜡模取出后钢筋于远离浇冒口的一端补蜡而包裹钢筋、另一端不补蜡，然后置于水槽内冷却，钢筋直径为8mm，蜡模轴芯直径为32mm；
S2组树：将多个蜡模与形成浇冒口系统的部分连为一体，且蜡模倾斜设置、钢筋露出一端粘接在模组浇冒口部分上，组成蜡制模组；
S3制壳：
第一步，先将蜡制模组预湿，再将蜡制模组浸入碱性硅溶胶涂料中，使硅溶胶涂料均匀覆盖在蜡制模组表面，再喷淋砂，干燥后形成第一层；
第二步，重复第一步至少三次，制得型壳；
S4脱蜡：将型壳置于脱蜡釜内，采用蒸汽加热的方式使蜡制模组熔融而流出，温度170℃，斜置的钢筋随熔融蜡液从浇冒口处流出。
S5焙烧：将型壳置于1120℃下焙烧40min。
S6浇铸：往型壳内浇入钢水，温度1560℃，冷却后得到精密铸件。
S7脱壳：振动分离型壳和铸件，必要时人工清除未脱离铸件的残砂；
S8切割：将铸件与浇棒切割分离；
S9打磨：打磨铸件表面；
S10抛丸：抛丸清理铸件表面；
S11热处理：针对不同金属材料的铸件，采用回火、淬火等热处理工艺，以提高其性能；
S12表面处理：酸洗以去除氧化膜层，露出光洁表面。
对比例一：
与实施例三的区别在于，S1压蜡时不放置钢筋，蜡模完全由蜡液成型得到。
性能测试：
按照实施例一至三、对比例一的工艺制得高转速混合头，其中实施例一至三的混合头通过8000r/min动平衡测试，对比例一未通过8000r/min动平衡测试。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种高转速混合头的精密铸造工艺，包括S1压蜡、S2组树、S3制壳、S4脱蜡、S5焙烧、S6浇铸、S7脱壳、S8切割、S9打磨、S10抛丸、S11热处理、S12表面处理，其特征在于，所述S1压蜡的具体过程如下：将钢筋置于模具中，再将熔融蜡液注入模具内，与钢筋共同成型蜡模，钢筋位于蜡模轴芯中部，蜡模取出后置于水槽内冷却。
2.根据权利要求1所述的一种高转速混合头的精密铸造工艺，其特征在于：所述S1压蜡过程中蜡模从模具内取出后，钢筋于远离浇冒口的一端补蜡而包裹钢筋、另一端不补蜡而粘接模组浇冒口上。
3.根据权利要求1所述的一种高转速混合头的精密铸造工艺，其特征在于：所述钢筋直径为8mm，所述蜡模轴芯直径为32mm。
4.根据权利要求1所述的一种高转速混合头的精密铸造工艺，其特征在于：所述S2组树的具体过程如下：将多个蜡模与形成浇冒口系统的部分连为一体，组成蜡制模组。
5.根据权利要求4所述的一种高转速混合头的精密铸造工艺，其特征在于：所述S3制壳的具体过程如下：
第一步，先将蜡制模组预湿，再将蜡制模组浸入碱性硅溶胶涂料中，使硅溶胶涂料均匀覆盖在蜡制模组表面，再喷淋砂，干燥后形成第一层；
第二步，重复第一步多次，制得型壳。
6.根据权利要求5所述的一种高转速混合头的精密铸造工艺，其特征在于：所述S4脱蜡的具体过程如下：将型壳置于脱蜡釜内，采用蒸汽加热的方式使蜡制模组熔融而流出，温度170℃，钢筋随熔融蜡液从浇冒口处流出。
7.根据权利要求6所述的一种高转速混合头的精密铸造工艺，其特征在于：所述S5焙烧的具体过程如下：将型壳置于1100-1150℃下焙烧20-60min。
8.根据权利要求7所述的一种高转速混合头的精密铸造工艺，其特征在于：所述S6浇铸的具体过程如下：往型壳内浇入钢水，温度1550-1580℃，冷却后得到精密铸件。
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