[发明专利]一种金属、非金属复合叶轮浇铸用金属骨架及制备方法

说明书

本发明涉及浇铸模具设计领域，具体包括一种金属、非金属复合叶轮浇铸用金属骨架及制备方法。金属骨架包括底板、上盖，二者通过叶片连接，叶片自底板内侧呈旋涡状向外侧延伸。底板设置通孔，位于相邻的叶片与底板结合位置之间的1/2处、上盖设置的通孔位于相邻的叶片与上盖的结合位置之间、叶片表面也设置通孔。浇注非金属层后，可借助通孔形成网状结构包裹金属骨架，加强结合效果。金属骨架的制备方法包括：设计金属骨架、木模制作、浇注及热处理、表面抛光及机加工、尺寸检测、浇注叶轮及叶轮检测、设计修正。用上述金属骨架浇注复合叶轮的方法包括：金属骨架表面处理及非金属材料配制、真空热浇铸、叶轮热处理及机加工、叶轮检测。

技术领域

本发明涉及浇铸模具设计领域，具体包括一种金属、非金属复合叶轮浇铸用金属骨架及制备方法。

背景技术

目前市场上叶轮从材料上分为两大类，一类是金属铸造件，另外一类是非金属材料和金属叶轮骨架复合件。目前市场上非金属材料浇注叶轮的金属骨架结构设计，只是简单的将成品叶轮尺寸缩小，然后通过非金属材料浇注来包裹住金属叶轮骨架，再通过机械加工达到成品叶轮尺寸设计要求。采用这种方法制作的叶轮，金属骨架与四周包围的非金属材料层的结合强度不够，叶轮工作时会高速旋转容易造成非金属内衬层脱落和开裂，从而缩短叶轮的使用寿命。另外由于叶轮金属骨架设计不合理，导致非金属层表面容易产生开裂，气泡，脱落等严重质量缺陷。

中国实用新型专利CN200820168060.4公开了一种全嵌式塑料叶轮，主要包括嵌件盘和塑料层，嵌件盘上浇注有塑料层形成全嵌式塑料叶轮，嵌件盘上设有一组固定条，固定条上开有T型槽，塑料层的一部分嵌在T型槽内。所述嵌件盘内设有骨架，嵌件盘为铸造成型件。所述的固定条沿圆周均匀分布在嵌件盘。通过T型槽的设计增强了塑料层和叶轮之间的结合度，钢铁骨架的设计使叶轮的强度增加，延长了使用的寿命，增强了耐腐蚀性，可以使这种叶轮在多种环境可以使用。通过嵌件盘上设置固定条，并在固定条上开有T型槽，增强了塑料层和叶轮之间的结合度。由于T型槽只存在于固定条表面，因此对塑料层和叶轮之间的结合度的增强效果有限，并且无法避免浇铸非金属材料层时产生开裂，气泡，脱落。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种金属、非金属复合叶轮浇铸用金属骨架，在保证骨架强度的同时，能够全方位提高金属骨架与叶轮之间的结合力、结合效果。通过合理设计叶轮结构，避免浇铸时在非金属材料层产生开裂，气泡，脱落等缺陷。

为解决上述问题，本发明提供了一种金属、非金属复合叶轮浇铸用金属骨架，所述金属骨架包括底板、上盖，所述底板、上盖之间设置叶片，所述底板、上盖通过所述叶片连接，所述叶片自所述底板内侧呈旋涡状向所述底板外侧延伸，其特征在于：所述底板、上盖和叶片表面均设置通孔；

所述底板上设置的通孔位于相邻的两片叶片与所述底板结合位置之间的1/2处；

所述上盖上设置的通孔位于相邻的两片叶片与所述上盖的结合位置之间。

进一步地，所述叶片上设置的通孔自所述叶片的后端至前端，自所述叶片与所述底板接触一侧至所述叶片与所述上盖接触一侧，均匀且呈阵列状分布，相邻通孔之间的间隔为3-5cm。

进一步地，所述底板上设置的通孔自所述底板内侧呈旋涡状向所述底板外侧延伸分布，相邻通孔之间的间隔为3-5cm。

进一步地，所述金属骨架的表面采用10～20目砂纸打磨。

进一步地，所述底板、上盖、叶片的厚度为0.5-3cm。

进一步地，所述叶片前端2-3cm处区域的厚度大于其后端的厚度。

进一步地，所述底板上位于相邻叶片之间设置缺口，所述缺口为弧状。

进一步地，所述通孔沿其中心对称轴剖面后的截面呈双曲线状。

一种上述金属、非金属复合叶轮浇注用金属骨架的制备方法具体包括以下步骤，