CN110860652A

CN110860652A - 一种组合式的叶轮制造方法及叶轮

Info

Publication number: CN110860652A
Application number: CN201911124588.0A
Authority: CN
Inventors: 梁青文; 杜耀松
Original assignee: Guangdong Anuoshi Kitchen And Bath Co ltd
Current assignee: Guangdong Anuoshi Kitchen And Bath Co ltd
Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2020-03-06

Abstract

本发明涉及一种组合式的叶轮制造方法及叶轮，所述方法包括如下步骤：步骤1：进行蜡模铸造，得到基体壳体和片体壳体，基体壳体上设置有若干通孔，片体壳体的形状与通孔相匹配；步骤2：分别对基体壳体和片体壳体的表面涂刷耐火材料层；步骤3：对涂刷耐火材料层后的基体壳体和片体壳体进行脱蜡，以得到基体型壳和片体型壳；步骤4：进行焙烧，得到焙烧后的基体型壳和片体型壳；步骤5：浇注液态不锈钢至基体型壳:和片体型壳内，得到叶轮基体和叶轮片体；步骤6：将叶轮片体焊接在叶轮基体的通孔内，得到叶轮。本发明制成的叶轮质量高，无夹铁，且无需对现有的叶轮生产线进行改造，成本低廉，节约干燥时间，提升了叶轮的生产效率。

Description

一种组合式的叶轮制造方法及叶轮

技术领域

本发明涉及叶轮制造技术领域，具体涉及一种组合式的叶轮制造方法及叶轮。

背景技术

叶轮经常应用与离心泵、涡轮、膨胀机等设备，通过高速旋转将燃油或水流喷出，以提高流体的扬程，在这一过程中，叶轮需要承受高压冲击，对叶轮的质量要求非常高。现有的叶轮大多采用铸造工艺中，往往制造出来的叶轮伴随有夹铁，所谓夹铁就是指叶轮铸造过程中，叶轮夹杂有铁屑、铁块等杂质，并因此导致叶轮强度不足，难以长时间承受高压冲击，导致叶轮质量不高甚至产生废品。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一提供一种组合式的叶轮制造方法，其能够解决防止叶轮制造过程中生成夹铁的问题；

本发明的目的之二提供一种叶轮，其能够解决叶轮中含有夹铁的问题。

实现本发明的目的之一的技术方案为：一种组合式的叶轮制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：进行蜡模铸造以制得用于形成叶轮的模具壳体，模具壳体包括分离的基体壳体和片体壳体，模具壳体内设有流道，基体壳体上设置有若干通孔，通孔与所述流道连通，片体壳体的形状与通孔相匹配；

步骤2：分别对基体壳体和片体壳体的表面涂刷耐火材料层及干燥处理；

步骤3：对涂刷耐火材料层后的基体壳体和片体壳体进行脱蜡，以得到基体型壳和片体型壳；

步骤4：将基体型壳和片体型壳放入焙烧炉中进行焙烧，得到焙烧后的基体型壳和片体型壳；

步骤5：将经过熔炼后液态不锈钢分别浇注至焙烧后的基体型壳内和片体型壳内，铸造成型后分别得到叶轮基体和叶轮片体；

步骤6：将叶轮片体焊接在叶轮基体的通孔内，得到成品的叶轮。

进一步地，所述基体壳体包括上盖和下盖，流道位于上盖和下盖之间，通孔设置在上盖和/或下盖上，通孔位于流道中部。

进一步地，所述步骤2中，所述耐火涂料层包括由内至外的锆英砂层和莫莱砂层，莫莱砂层共五层半，前五层莫莱砂层厚度一致，最后半层的莫莱砂层的厚度为前五层莫莱砂层厚度的一半；每涂刷一层耐火材料层，对耐火材料层进行风干，风干完当前耐火材料层后再涂刷下一层耐火材料层。

进一步地，所述风干在以下条件下进行：

温度24℃±1℃，湿度40％的条件下，风干风速≥8m/s。

进一步地，所述步骤4中，焙烧条件为：1050℃≤焙烧温度≤1150℃，40min≤焙烧时间≤60min。

进一步地，所述步骤6中，采用平面焊将叶轮片体焊接在叶轮基体的通孔内之后，还包括对焊接完成后的焊接部位进行打磨，得到成品的叶轮。

实现本发明的目的之二的技术方案为：一种叶轮，采用所述的组合式的叶轮制造方法制成。

本发明的有益效果为：本发明制成的叶轮质量高，无夹铁生成，且无需对现有的叶轮生产线进行改造，成本低廉，同时由于加快了干燥速度，节约干燥时间，提升了叶轮的生产效率。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为叶轮基体的俯视示意图；

图3为叶轮片体的结构示意图；

图4为叶轮基体的纵向截面示意图；

其中，1-叶轮基体、2-通孔、3-流道、4-叶片、5-叶轮片体、51-外凹口、52-台阶、53-内凹口、6-上盖、7-下盖、8-轴通孔。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方案，对本发明做进一步描述。

在介绍实现本发明的叶轮制造方法之前，先描述叶轮制造过程中产生夹铁的原因。

夹铁生成主要有两方面原因：形成叶轮的模具型壳和向模具型壳内浇注形成叶轮的液态钢水的浇注过程。模具型壳自身强度及韧度不足，进而导致模具型壳内部出现裂痕，当在这些有裂痕的模具型壳内浇注钢水，再加上钢水冲击力的作用，模具型壳的裂痕会加剧，进而导致在有裂痕的模具型壳形成浇注钢水形成的叶轮会生成夹铁。其中，模具干燥时间短、干燥不充分是导致模具型壳强度不够的重要原因，而模具干燥时间短主要有以下几方面原因：第一，由于制成模具型壳的壳模材料配比不合适而导致模具型壳的厚度过厚，通常会采用锆英砂、莫莱砂和谁，当锆英砂、莫莱砂和水的比例不合理时，会导致模具型壳的厚度过厚；第二，由于叶轮需要较窄进出口，也必然要求模具型壳的流道面积小，而导致空气流速慢，并且接触空气面积小，特别是流道中部更难接触空气，从而导致干燥时间短、干燥不充分。

在向模具型壳内浇注液态钢水过程中，钢水会对模具型壳产生冲击力，浇注速度越大，冲击力越大，反之，则冲击力减小，当冲击力过大时，也容易导致叶轮形成过程中产生夹铁。

从以上，描述可知，形成叶轮生成夹铁的一个非常重要原因就是由于模具型壳干燥不足，因此，避免叶轮生成夹铁，需要确保在叶轮制造过程中，保证模具型壳的干燥充分。

如图1至图4所示，一种组合式的叶轮制造方法，所述叶轮优选为窄流道3叶轮，当然也适用于其他叶轮，不作具体限定，包括如下步骤：

步骤1：进行蜡模铸造以制得用于形成叶轮的模具壳体，模具壳体包括分离的基体壳体和片体壳体，基体壳体包括上盖6和下盖7，上盖6和下盖7之间设置有若干流道3，流道3通过两个相邻的叶片4形成，流道3的出气口与贯穿上盖6和下盖7圆心的轴通孔8连通，流道3的进气口设置在上盖6和下盖7之间的外缘，流道3的进气口通常大于出气口，上盖6和/或下盖7上设置有若干通孔2，通孔2位于流道3的中部并与流道3连通。如图所示，上盖6和下盖7之间形成流道3，流道3与轴通孔8连通，轴通孔8贯穿上盖6和下盖7并位于上盖6和下盖7的圆心。也即对基体壳体进行开窗处理以得到通孔2，通孔2可以为任意形状，片体壳体的形状与通孔2相适应，以使得片体壳型能嵌入进通孔2内，优选为无缝嵌入在通孔2内，也即片体壳体的形状尺寸略小于但非常接近于通孔2的形状尺寸。

本步骤中，通过设置通孔2，增大了流道3与空气的接触面积，特别是由于流道3中部与外部距离较远，而导致干燥空难，通过设置通孔2后，不仅增大了流道3中部与空气的接触面积而且缩小了与外部距离，加快干燥速度，也即增加了模具壳体与空气的接触面积，从而有效实现模具壳体在短时间内的充分干燥，且不影响叶轮的制造效率。

如图3所示，叶轮片体5包括内凹口53与外凹口51，内凹口53位于外凹口51内，且内凹口53与外凹口51之间设置有台阶52，台阶52用于片体壳体嵌入通孔2内时支撑片体壳体，且当基体壳体、片体壳体形成对应的叶轮基体1和叶轮片体5时，叶轮片体5焊接在叶轮基体1的通孔2内，台阶52正好可以支撑叶轮片体5且台阶52的深度正好形成焊接厚度，并且将叶轮片体5外表面的焊层打磨平整后，台阶52的设置仍可以保证叶轮片体5与通孔2的充分焊接，从而保证焊接质量。对应的通孔2也具有与叶轮片体5相对应的结构。

步骤2：分别对基体壳体和片体壳体的表面涂刷耐火材料层，耐火材料层包括由内至外的锆英砂层和莫莱砂层，莫莱砂层包括五层半，每涂刷一层耐火材料层，对耐火材料层进行风干，从而实现对基体壳体和片体壳体进行干燥处理，风干完当前耐火材料层后再涂刷下一层耐火材料层，在以下条件下进行风干：

温度24℃±1℃，湿度40％的条件下，风干风速≥8m/s。

例如，在基体壳体的表面涂刷锆英砂层为第一层后，对锆英砂层按上述条件进行风干，风干完成后，涂刷莫莱砂层的第一层，并继续按上述条件进行风干，然后同样的分别进行涂刷莫莱砂层的第二层至第五层，以及最后的半层，最后半层的莫莱砂层是指厚度为前面五层莫莱砂层厚度的一半，前五层莫莱砂层厚度一致，五层半的莫莱砂作为整体的莫莱砂层。

步骤3：对涂刷耐火材料层后的基体壳体和片体壳体进行脱蜡，以得到基体型壳和片体型壳。本步骤中，可以分别对基体壳体和片体壳体进行脱蜡，也可以同时对基体壳体和片体壳体进行脱蜡。

步骤4：将基体型壳和片体型壳放入焙烧炉中进行焙烧，得到焙烧后的基体型壳和片体型壳，1050℃≤焙烧温度≤1150℃，40min≤焙烧时间≤60min。

步骤5：将经过熔炼后液态不锈钢分别浇注至焙烧后的基体型壳内和片体型壳内，并清理掉型壳，铸造成型后分别得到叶轮基体1和。其中，由于基体型壳上设置有通孔2，对应的叶轮基体1上也被铸造出通孔2，与通孔2相适配并能嵌入在通孔2内。基体型壳包括上盖6和下盖7，对应的叶轮基体1包括上基体和下基体，通孔2设置在上基体和/或下基体上。

步骤6：将嵌入在叶轮基体1的通孔2内，并对进行焊接，优选采用平面焊接方式，从而将焊接在通孔2内，对焊接完成后的焊接部位进行打磨，得到最终的叶轮成品，也即叶轮是由和叶轮基体1经焊接成一体得到的。得到叶轮如图所示，图为叶轮的俯视示意图，经焊接、打磨平整后与叶轮基体1形成一体。

其中，由于叶轮片体5包括内凹口53和外凹口51，内凹口53和外凹口51和外凹口51之间设置有台阶52，正好嵌入内凹口53，基体正好嵌入通孔2内，台阶52正好支撑叶轮片体5。当将叶轮片体5焊接在通孔2内时，由于台阶52的作用，可以使得焊层更厚，即使对焊接处的外表面进行打磨平整后，仍然保留一定的焊接层，焊接效果更好，从而使得叶轮片体5与叶轮基体1焊接更牢固。

通过以上方法可以制得对应的叶轮，该叶轮强度高、质量好。

本说明书所公开的实施例只是对本发明单方面特征的一个例证，本发明的保护范围不限于此实施例，其他任何功能等效的实施例均落入本发明的保护范围内。对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种组合式的叶轮制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的组合式的叶轮制造方法，其特征在于，所述基体壳体包括上盖和下盖，流道位于上盖和下盖之间，通孔设置在上盖和/或下盖上，通孔位于流道中部。

3.根据权利要求1所述的组合式的叶轮制造方法，其特征在于，所述步骤2中，所述耐火涂料层包括由内至外的锆英砂层和莫莱砂层，莫莱砂层共五层半，前五层莫莱砂层厚度一致，最后半层的莫莱砂层的厚度为前五层莫莱砂层厚度的一半；每涂刷一层耐火材料层，对耐火材料层进行风干，风干完当前耐火材料层后再涂刷下一层耐火材料层。

4.根据权利要求3所述的组合式的叶轮制造方法，其特征在于，所述风干在以下条件下进行：

温度24℃±1℃，湿度40％的条件下，风干风速≥8m/s。

5.根据权利要求1所述的组合式的叶轮制造方法，其特征在于，所述步骤4中，焙烧条件为：1050℃≤焙烧温度≤1150℃，40min≤焙烧时间≤60min。

6.根据权利要求1所述的组合式的叶轮制造方法，其特征在于，所述步骤6中，采用平面焊将叶轮片体焊接在叶轮基体的通孔内之后，还包括对焊接完成后的焊接部位进行打磨，得到成品的叶轮。

7.一种叶轮，其特征在于，采用权利要求1至6任一项所述的组合式的叶轮制造方法制成。