CN114178474A - 用于熔模铸造的熔模方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于熔模铸造的熔模方法及装置，包括对壳模内的蜡模进行加热，使其熔化并流出壳模的步骤，在对壳模内的蜡模进行加热之前，先使用微波加热方式对壳模进行加热，使与壳模内表面有接触的部分蜡模熔化流出，进而在壳模与蜡模之间形成间隙。用于熔模铸造的熔模装置，首先将壳模在微波加热炉内加热，当壳模温度升高时，壳模内靠近壳模内表面的蜡模温度也逐渐升高，直到慢慢熔化并流出壳模，从而使得蜡模与壳模之间形成一定的间隙；然后将壳模转移到热风加热炉内继续加热，直至将壳模内的蜡模完全熔化。在热风加热炉内加热壳模与蜡模时，由于壳模与蜡模之间已经有一定的间隙，为蜡膜的膨胀预备了空间，有效解决了涨壳问题。

Description

用于熔模铸造的熔模方法及装置

技术领域

本发明属于铸造技术领域，涉及熔模铸造技术，特别涉及用于熔模铸造的熔模方法及装置。

背景技术

铸造是金属热加工工艺中的一种，目前工业中很多零件需要通过铸造加工。其中熔模铸造需要先制作壳模（或者叫型壳），制作壳模一般是先使用蜡制成要铸成零件的蜡模放入主要由石英、刚玉等耐火材料构成的砂土或泥浆中，砂土或泥浆包裹在蜡模外面变干后形成壳模，然后将壳模内部蜡模熔化，蜡液从壳模中流出，此时壳模内形成与零件形状相适应的铸造型腔，将熔化后的铁水导入壳模的型腔后冷却，即完成铸造过程。

由于蜡为非晶体，其熔点不固定，因此在熔化蜡模的过程中，当温度升高过快时，蜡模易受热膨胀，挤压壳模的型腔发生变形，导致发生涨壳（或称涨模）现象。

现有技术一般通过缓慢熔化壳模内蜡模的方法来进行熔模，即：将壳模浸泡在热水中，壳模内蜡模受热缓慢熔化，直至完全熔化后将壳模从热水中取出。这种方法虽然能满足要求，但是蜡模熔化的速度较慢，导致生产效率过低。

为此，本发明提供了一种用于熔模铸造的熔模方法，熔模效率较高，解决了上述问题。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的不足，提供了一种带有微波加热环节的熔模方法及装置，以解决快速加热蜡膜容易发生涨壳的问题，进而有效提高熔模效率。

本发明提供了一种适用于熔模铸造的熔模方法，包括对壳模内的蜡模进行加热，使其熔化并流出壳模的步骤，在对壳模内的蜡模进行加热之前，先使用微波加热方式对壳模进行加热，使与壳模内表面有接触的部分蜡模熔化流出，进而在壳模与蜡模之间形成间隙。

壳模的主要成份是二氧化硅和/或三氧化二铝，蜡模的主要成份是石蜡，是固态高级烷烃的混合物，试验表明，壳模可以较好地吸收微波，快速地被微波加热，而蜡模则很难被微波加热。本发明巧妙地利用了这个特点，在熔模的工艺中加入了微波加热的前置步骤，微波对壳模发生作用使得壳模温度升高，但对蜡模没有加热作用，壳模升温的过程中与壳模内表面接触的蜡模温度逐渐升高，当达到蜡模熔点时，接触壳模内表面的蜡模开始熔化并流出，使得壳模与蜡模之间形成间隙；在接下去的蜡模加热过程中，由于壳模与蜡模之间已经有一定的间隙，给蜡模的膨胀预留了空间，可以有效的避免涨壳现象，因此基于本发明的方法，可以对蜡模进行快速的加热，大大提高熔模的效率。

优选地，使用热风加热的方式对壳模内的蜡模进行加热，优选使用燃气热风炉。

优选地，该方法包括如下步骤：

步骤一：将带有蜡模的壳模置于微波加热场所内，在所述微波加热场所对壳模进行微波加热使得壳模温度升高，壳模升温的过程中，与壳模内表面接触的蜡模温度随之逐渐升高，直到与壳模内表面接触的蜡模开始熔化并流出壳模，使得壳模与蜡模之间形成间隙后将壳模从微波加热场所内转移出；

步骤二：将转移自微波加热场所的壳模置于熔模场所内，在所述熔模场所对壳模以及壳模内蜡模进行加热使得蜡模继续熔化，直至壳模内的蜡模完全熔化并流出壳模后将壳模从熔模场所内转移出。

作为优选，在步骤一中，所述蜡模与壳模之间的间隙略大于蜡模在步骤二中加热时受热膨胀后增加的截面尺寸。

作为优选，所述微波加热场所为微波加热炉，所述熔模场所为热风加热炉，所述微波加热炉包括微波发生器，所述微波加热炉内设有用于容纳壳模的微波加热室，热风加热炉内设置有用于容纳壳模的热风加热室，热风加热炉配置有用于向热风加热室送入热风的热风装置。

本发明进一步还提供了一种用于熔模铸造的熔模装置，用于熔化壳模内蜡模，包括用于单独加热壳模的微波加热炉和用于熔化壳模内蜡模的热风加热炉，所述微波加热炉包括微波发生器，所述微波加热炉内设有用于容纳壳模的微波加热室，热风加热炉内设置有用于容纳壳模的热风加热室，热风加热炉配置有用于向热风加热室送入热风的热风装置。

理论上可以人工采用夹具将壳模移送至微波加热炉、热风加热炉，但这样较为浪费人力，且由于壳模温度较高，存在一定的安全隐患；因此本发明设置了作为优选的传送系统，所述传送系统用于将带有蜡模的壳模先后送入微波加热室、热风加热室，熔模后送出热风加热室。

作为优选，所述传送系统包括四个传送机构，分别为：设于微波加热室前侧的进料传送机构、设于微波加热室内的微波传送机构、设于热风加热室内的热风传送机构、设于热风加热室后侧的出料传送机构。

作为优选，所述传送机构由传送辊组或传送带，以及驱动传送辊组或传送带前进的驱动机构组成。

作为优选，所述微波加热室与热风加热室上开设有用于壳模进出的进料口与出料口，进料口与出料口上对应设有可开闭的进料封闭门、出料封闭门。所述进料封闭门、出料封闭门具有打开与关闭状态，在进料封闭门、出料封闭门处于打开状态时，所述微波加热室或热风加热室为进料或出料状态；在进料封闭门、出料封闭门处于关闭状态时，所述微波加热室或热风加热室为加热状态。

使用上述用于熔模铸造的熔模装置，首先将壳模在微波加热炉内加热，微波可以加热壳模，但不能加热壳模内蜡模，当壳模温度升高时，壳模内靠近壳模内表面的蜡模温度也逐渐升高，直到慢慢熔化并流出壳模，从而使得蜡模与壳模之间形成一定的间隙；然后将壳模转移到热风加热炉内继续加热，直至将壳模内的蜡模完全熔化。在热风加热炉内加热壳模与蜡模时，由于壳模与蜡模之间已经有一定的间隙，为蜡膜的膨胀预备了空间， 有效解决了涨壳问题。相比现有技术来说，本发明的熔模装置熔模的速度较快，因而提高熔模效率。

附图说明

图1为本发明所述熔模方法的流程示意图。

图2为本发明所述熔模装置的结构示意图。

图3为本发明所述熔模装置在第一步送料时的结构示意图。

图4为本发明所述熔模装置在第二步微波加热时的结构示意图。

图5为本发明所述熔模装置在第三步热风加热时的结构示意图。

图6为本发明所述熔模装置在第四步出料时的结构示意图。

各附图标记为：壳模1；蜡模2；间隙201；微波加热室3；第一进料口301；第一出料口302；第一进料封闭门303；第一出料封闭门304；热风加热室4；第二进料口401；第二出料口402；第二进料封闭门403；第二出料封闭门404；进料传送辊组5；微波传送辊组6；热风传送辊组7；出料传送辊组8；收蜡盘9。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，术语“至少一个”指一个或一个以上，除非另有明确的限定。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1，本发明所述熔模方法，在对壳模内的蜡模进行加热之前，增加了使用微波加热方式对壳模进行加热的步骤，使与壳模内表面有接触的部分蜡模熔化流出，进而在壳模与蜡模之间形成间隙。

参照图2-6熔模铸造，本发明所述熔模装置从前到后依次包括四大部分，第一部分为进料单元，包括设置在微波加热炉前侧且用于将壳模1送入微波加热炉内的进料传送机构；所述进料传送机构包括由多个进料传送辊组成的进料传送辊组5，以及驱动进料传送辊组5的驱动机构。

第二部分为微波加热单元，包括用于单独加热壳模1的微波加热炉，微波加热炉包括微波发生器，所述微波加热炉内设有用于容纳壳模1的微波加热室3；还包括设于微波加热室3内的微波传送机构，所述微波传送机构是由多个耐微波加热的微波传送辊组成的微波传送辊组6，以及驱动微波传送辊组6的驱动机构。

第三部分为热风加热单元，包括用于熔化壳模1内蜡模2的热风加热炉，热风加热炉内设置有用于容纳壳模1的热风加热室4，热风加热炉配置有用于向热风加热室4送入热风的热风装置，在本实施例中所述热风装置为燃气热风炉。还包括设于燃气热风炉内的热风传送机构，所述热风传送机构包括由多个耐高温的热风传送辊组成的热风传送辊组7，以及驱动热风传送辊组7的驱动机构。

第四部分为出料单元，包括设置在热风加热室4后侧且用于将壳模1从热风加热室4送出的出料传送机构，所述出料传送机构包括由多个耐高温的出料传送辊组成的出料传送辊组8，以及驱动出料传送辊组8的驱动机构。

所述进料传送辊组5、微波传送辊组6、热风传送辊组7以及出料传送辊组8之间依次首尾相邻，且相互之间的间隙略大于两层封闭门的厚度。

进一步说，所述微波加热室3上设有第一进料口301与第一出料口302，所述第一进料口301处于进料传送辊组5与微波传送辊组6之间，且第一进料口301上盖有用于可关闭或打开第一进料口301的第一进料封闭门303，所述第一出料口302处于微波传送辊组6与热风传送辊组7之间，且第一出料口302上盖有用于可关闭或打开第一出料口302的第一出料封闭门304。即所述第一进料封闭门303、第一出料封闭门304均具有打开与关闭状态。

当第一进料封闭门303、第一出料封闭门304均关闭时，所述微波加热室3为微波加热状态；当第一进料封闭门303打开、第一出料封闭门304关闭或第一出料封闭门304关闭、第一出料封闭门304打开时，所述微波加热室3为加热进料或加热出料状态。

同理，所述热风加热室4上设有第二进料口401与第二出料口402，所述第二进料口401处于微波传送辊组6与热风传送辊组7之间，且第二进料口401上盖有用于可关闭或打开第二进料口401的第二进料封闭门403，所述第二出料口402处于热风传送辊组7与出料传送辊组8之间，且第二出料口402上盖有用于可关闭或打开第二出料口402的第二出料封闭门404。

当第二进料封闭门403、第二出料封闭门404均关闭时，所述热风加热室4为热风加热状态；当第二进料封闭门403打开、第二出料封闭门404关闭或第二进料封闭门403关闭、第二出料封闭门404打开时，所述热风加热室4为熔模进料或熔模出料状态。

所述第一进料封闭门303、第一出料封闭门304，第二进料封闭门403、第二出料封闭门404分别与微波加热室3、热风加热室4为滑动连接。

所述进料传送辊组5、微波传送辊组6、热风传送辊组7与出料传送辊组8之间存在一定间隔，使得第一进料封闭门303、第一出料封闭门304以及第二进料封闭门403、第二出料封闭门404可以向下滑动关闭。

具体的操作过程为：

第一步送料：如图3所示，将需要熔模的壳模1放置在进料传送辊组5上，所述驱动机构控制进料传送辊组5传动，将壳模1带到微波加热室3前端。

第二步微波加热：如图4所示，当壳模1带到微波加热室3前端时，所述第一进料封闭门303打开，使得所述微波加热室3为加热进料状态，所述壳模1在进料传送辊组5和微波传送辊组6的带动下移动到微波传送辊组6上，所述第一进料封闭门303关闭，使得所述微波加热室3处于微波加热状态，在微波发生器的作用下，所述壳模1温度升高，靠近壳模1内表面的蜡模2温度也逐渐升高并且慢慢熔化，并从壳模1内流出，从而使得蜡模2与壳模1之间形成一定的间隙201，熔化后的液体蜡模从微波传送辊组6之间的缝隙流入到微波加热室3下方放置的收蜡盘9内。

第三步热风加热：如图5所示，蜡模2与壳模1之间形成一定的间隙201后，所述第一出料封闭门304打开，使得所述微波加热室3为加热出料状态，同时，所述第二进料封闭门403也打开，使得所述热风加热室4为熔模进料状态；所述驱动机构控制所述微波传送辊组6将壳模1传动至热风传送辊组7上，热风传送辊组7再将所述壳模1移到热风加热室4内；所述第二进料封闭门403关闭，使得所述热风加热室4处于热风加热状态，在燃气热风炉的作用下，所述壳模1内的蜡模2完全熔化，并从壳模1内流出，熔化后的液体蜡模从热风传送辊组7之间的缝隙流入到热风加热室4下方放置的收蜡盘9内。

第四步出料：如图6所示，壳模1内的蜡模2完全熔化后，所述第二出料封闭门404打开，使得所述热风加热室4处于熔模出料状态，所述壳模1在热风传送辊组7的带动下移动至出料传送辊组8上，完成出料。

重复上述操作即可。

由于蜡模2在微波加热室3内熔化了一部分，使得蜡模2与壳模1之间存在了一定的间隙201，因此在热风加热炉内继续加热时，为蜡模2的受热膨胀预留了一定的空间，因此不会出现“涨模”或“涨壳”现象。

以上实施例仅为本发明的一种可选方案，基于本发明的构思，可以做出更多具体实施方案，例如，微波加热炉与热风加热炉相临侧共用一个侧壁，微波加热室与热风加热室由该侧壁分隔开，该侧壁上设置一个封闭门。再例如，传送系统由一套传送带机构构成，其中传送带由耐微波和耐高温材料制成，传送带的上层依次穿过微波加热室与热风加热室，微波加热炉与热风加热炉的封闭门关闭时，与传送带之间压紧密封。不难想到的是，任何基于本发明的构思，而形成的具体实施方案，均应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于熔模铸造的熔模方法，包括对壳模内的蜡模进行加热，使其熔化并流出壳模的步骤，其特征在于，在对壳模内的蜡模进行加热之前，先使用微波加热方式对壳模进行加热，使与壳模内表面有接触的部分蜡模熔化流出，进而在壳模与蜡模之间形成间隙。

2.根据权利要求1所述的用于熔模铸造的熔模方法，其特征在于，使用热风加热的方式对壳模内的蜡模进行加热。

3.根据权利要求1所述的用于熔模铸造的熔模方法，，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将带有蜡模的壳模置于微波加热场所内，在所述微波加热场所对壳模进行微波加热使得壳模温度升高，壳模升温的过程中，与壳模内表面接触的蜡模温度随之逐渐升高，直到与壳模内表面接触的蜡模开始熔化并流出壳模，使得壳模与蜡模之间形成间隙后将壳模从微波加热场所内转移出；

步骤二：将转移自微波加热场所的壳模置于熔模场所内，在所述熔模场所对壳模以及壳模内蜡模进行加热使得蜡模继续熔化，直至壳模内的蜡模完全熔化并从流出壳模后将壳模从熔模场所内转移出。

4.根据权利要求3所述的用于熔模铸造的熔模方法，其特征在于：在步骤一中，所述蜡模与壳模之间的间隙略大于蜡模在步骤二中加热时受热膨胀后增加的截面尺寸。

5.根据权利要求3所述的用于熔模铸造的熔模方法，其特征在于：所述微波加热场所为微波加热炉，所述熔模场所为热风加热炉，所述微波加热炉包括微波发生器，所述微波加热炉内设有用于容纳壳模的微波加热室，热风加热炉内设置有用于容纳壳模的热风加热室，热风加热炉配置有用于向热风加热室送入热风的热风装置。

6.一种用于熔模铸造的熔模装置，用于熔化壳模内蜡模，其特征在于，包括用于单独加热壳模的微波加热炉和用于熔化壳模内蜡模的热风加热炉，所述微波加热炉包括微波发生器，所述微波加热炉内设有用于容纳壳模的微波加热室，热风加热炉内设置有用于容纳壳模的热风加热室，热风加热炉配置有用于向热风加热室送入热风的热风装置。

7.根据权利要求6所述的用于熔模铸造的熔模装置，其特征在于：还包括传送系统，所述传送系统用于将带有蜡模的壳模先后送入微波加热室、热风加热室，熔模后送出热风加热室。

8.根据权利要求6所述的用于熔模铸造的熔模装置，其特征在于：所述传送系统包括四个传送机构，分别为：设于微波加热室前侧的进料传送机构、设于微波加热室内的微波传送机构、设于热风加热室内的热风传送机构、设于热风加热室后侧的出料传送机构。

9.根据权利要求8所述的用于熔模铸造的熔模装置，其特征在于：所述传送机构由传送辊组或传送带，以及驱动传送辊组或传送带前进的驱动机构组成。

10.根据权利要求9所述的用于熔模铸造的熔模装置，其特征在于：所述微波加热室与热风加热室上开设有用于壳模进出的进料口与出料口，进料口与出料口上对应设有可开闭的进料封闭门、出料封闭门。

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