[发明专利]一种带陶瓷型芯蜡模成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及模具成型技术，具体是一种带陶瓷型芯蜡模成型方法。

背景技术

在铸件的精密铸造工艺中，失蜡精密铸造是常见的工艺措施；对于空心铸件而言，失蜡精密铸造的关键基础技术便是设计并制造与之相匹配的带陶瓷型芯蜡模。空心铸件众多，现以重型燃机透平级空心叶片的精密铸造工艺为例，进行详细说明。

重型燃机透平级空心叶片均是采用失蜡精密铸造工艺制造成型的，具体的技术措施是：首先，根据设计的空心叶片铸件，制造与空心叶片铸件气冷通道形状尺寸相近的耐高温陶瓷型芯；其次，将陶瓷型芯装夹放入符合空心叶片铸件外形设计要求的蜡模模具中，采用注射成型方法将蜡液注射进入蜡模模具的型腔内，进而包裹住陶瓷型芯，得到带陶瓷型芯的叶片蜡模；接着，压制叶片浇注系统，并将叶片蜡模与叶片浇注系统焊接成蜡树；然后，采用沾浆淋沙工艺在蜡树的表面涂覆上一定厚度的陶瓷模壳，待陶瓷模壳充分干燥后，采用脱蜡釜将陶瓷模壳内部的叶片蜡模熔化脱出，得到带陶瓷型芯的陶瓷模壳，接着将残蜡焙烧掉；再然后，在浇铸前将陶瓷模壳焙烧至指定温度，接着将钢水浇入陶瓷模壳内，待充分冷却后，振动除去叶片铸件表面的陶瓷模壳，进而得到带陶瓷型芯的叶片铸件；最后，将叶片铸件中的陶瓷型芯采用高温高压的碱液腐蚀溶解掉，终得空心的叶片铸件。

通过上述技术措施可以清楚地看出：决定空心叶片铸件成型质量的一大关键技术点便是带陶瓷型芯蜡模的成型，带陶瓷型芯蜡模的成型质量直接决定了空心叶片铸件的内腔尺寸、外形尺寸和壁厚尺寸，即带陶瓷型芯蜡模的成型质量直接决定了空心叶片铸件的成型精度。

目前，带陶瓷型芯蜡模的成型技术措施是：首先，根据设计的空心叶片铸件，制造与空心叶片铸件气冷通道形状尺寸相近的耐高温陶瓷型芯；其次，通过陶瓷型芯的工艺段（即叶根芯头和叶顶芯头）将陶瓷型芯装夹在蜡模模具中，使陶瓷型芯与蜡模模具内腔之间形成符合设计蜡模的环空空间；然后，采用注射成型方法将蜡液注射进入蜡模模具的型腔内，得到带陶瓷型芯的叶片蜡模。此技术措施在蜡模成型时，将陶瓷型芯在蜡模模具中的装夹定位是通过陶瓷型芯的工艺段实现的，由于陶瓷型芯的工艺段在陶瓷型芯的烧结过程中极易发生变形，因而使得以已变形的部位进行装夹定位，装夹精度无法客观保证，通常会导致陶瓷型芯在蜡模模具中的装夹定位精度低下；行业内，为了改善工艺段结构精度低的陶瓷型芯在装夹定位中存在的问题，通常是在陶瓷型芯的工艺段包裹蜡纸，进而使陶瓷型芯在蜡模模具内形成柔性定位，这一技术措施无法有效解决陶瓷型芯在蜡模模具中定位精度低的问题，导致所成型蜡模无法满足设计技术要求，报废率高，经济性差。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述带陶瓷型芯蜡模的特殊性以及现有成型技术的不足，提供一种成型质量和合格率高的带陶瓷型芯蜡模成型方法。

本发明所采用的技术方案是：一种带陶瓷型芯蜡模成型方法，所述蜡模和陶瓷型芯的设计结构根据设计的铸件而确定，根据设计铸件的外形检验基准点，以法线投影方式在设计的陶瓷型芯上确定出检验基准点，使设计的铸件和陶瓷型芯上的检验基准点相互映射；根据设计结构制造出陶瓷型芯，以陶瓷型芯上所确定的检验基准点作为支撑点，采用定位销钉将陶瓷型芯装夹在蜡模模具中；在蜡模模具的型腔内注入蜡液，至蜡模成型，去除蜡模上的定位销钉、并填补蜡模上的定位孔。

作为优选方案，根据设计铸件的外形检验基准点，以法线投影方式在匹配的蜡模模具上确定出设计蜡模的外形检验基准点，使设计的铸件、蜡模和陶瓷型芯上的检验基准点相互映射；根据设计结构制造出陶瓷型芯，以陶瓷型芯和蜡模模具上所确定的基准点作为支撑点，采用定位销钉将陶瓷型芯装夹在蜡模模具中。

所述陶瓷型芯在确定检验基准点时，将尺寸误差积累至陶瓷型芯的工艺段处。

所述陶瓷型芯在蜡模模具的装夹结构中，具有配合定位销钉装夹的辅助销钉，所述辅助销钉分布在陶瓷型芯外部的三维空间。进一步的，所述辅助销钉具有弹性的调整结构。

作为优选方案，所述铸件为空心叶片；所述空心叶片上的外形检验基准点为六个，这六个检验基准点分为三组，第一组为三个、分布在叶身的背弧面或内弧面上，第二组为两个、分布在进气边上，第三组为一个、分布在叶顶上。

本发明的有益效果是：