一种具有狭长通孔钛合金熔模铸件的型壳制备方法与流程

1.本发明涉及熔模铸造工艺技术领域，特别是指一种具有狭长通孔钛合金熔模铸件的型壳制备方法。


背景技术：

2.熔模精密铸件在航空航天领域应用广泛，在熔模铸造工艺过程中首先需要根据需要铸造的铸件形状特征制备相应的蜡模，然后在蜡模表面涂挂耐火涂层以后，通过加热使蜡模脱除，再使耐火涂层焙烧固结形成型壳，随着制造技术的不断发展，人们对产品的功能的要求越来越高，当铸造内设有空腔结构的铸件时，则需要在相应的蜡模内设置相应的型芯，现有的型芯一般采用陶瓷材质制成，即陶瓷型芯，然而陶瓷材料脆性较大，特别是向型壳内浇注合金液时，陶瓷型芯受热容易发生形变，甚至出现断裂，继而使获得的铸件内腔出现形变，尺寸精度达不到要求，影响了铸件产品质量。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有狭长通孔钛合金熔模铸件的型壳制备方法。
4.本发明通过以下技术方案得以实现。
5.本发明提供了一种具有狭长通孔钛合金熔模铸件的型壳制备方法，包括以下步骤：
6.步骤一：根据用户提供的设计图纸中的图样形状制备蜡模，所述蜡模内设置有通孔；
7.步骤二：在步骤一中所述蜡模表面使用粘结剂a涂挂形成耐火涂层a；
8.步骤三：在步骤二中所述耐火涂层a的外表面使用粘结剂b涂挂形成耐火涂层b，再使所述耐火涂层a、耐火涂层b自然风干；
9.步骤四：提供芯棒和混合浆料，将芯棒插装于步骤一中所述通孔内并使所述芯棒两端伸出所述通孔孔口以外，再将混合浆料填入所述芯棒与通孔之间的空隙内，然后使混合浆料自然风干；
10.步骤五：在所述耐火涂层b外表面以及所述芯棒外表使用粘结剂c涂挂形成耐火涂层c，再使耐火涂层c自然风干；
11.步骤六：加热使所述蜡模脱除，然后再焙烧使所述耐火涂层a、耐火涂层b、耐火涂层c、混合浆料与芯棒固结形成型壳。
12.步骤二中所述粘结剂a是sio2含量为5％～15％的硅溶胶。
13.步骤二中所述耐火涂层a是粒度小于100目的氧化钇砂。
14.步骤三中所述粘结剂b是sio2含量为29％～30％的硅溶胶。
15.步骤三中所述耐火涂层b是粒度小于80目的莫来石砂。
16.步骤四中所述芯棒的材质是钛合金。
17.步骤四中所述通孔内径与所述芯棒外径之差是3mm～6mm。
18.步骤四中所述混合浆料是将硅溶胶、莫来石粉和铝矾土粉按照1：1.38：0.92的质量比均匀拌和制成。
19.步骤五中所述粘结剂c是sio2含量为29％～30％的硅溶胶。
20.步骤五中所述耐火涂层c是粒度为10目～60目的莫来石砂。
21.本发明的有益效果在于：采用本发明的技术方案，采用钛合金材料制成芯棒，增加了芯棒整体强度和承载能力，在后续浇注合金液的工序过程中，使芯棒能够承受来自于合金液足够大的注射冲击力，避免芯棒出现形变和断裂，保证了铸件成型质量，另外，通过多次涂挂耐火涂层，增加了型壳厚度，提高了型壳强度，有利于提升型壳抵抗来自于合金液的注射冲击力，通过使芯棒两端伸出通孔以外，并在芯棒与通孔之间的空隙填充混合浆料，也增强了型壳通孔部位的强度和抗冲击能力，进一步保证了铸件成型质量。
附图说明
22.图1是本发明型壳的结构示意图。
23.图中：1
‑
蜡模，2
‑
芯棒，3
‑
混合浆料，4
‑
型壳。
具体实施方式
24.下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
25.如图1所示，本发明提供了一种具有狭长通孔钛合金熔模铸件的型壳制备方法，包括以下步骤：
26.步骤一：根据用户提供的设计图纸中的图样形状制备蜡模1，蜡模1内设置有通孔；
27.步骤二：在步骤一中蜡模1表面使用粘结剂a涂挂形成耐火涂层a；进一步地，步骤二中粘结剂a是sio2含量为5％～15％的硅溶胶。步骤二中耐火涂层a是粒度小于100目的氧化钇砂。
28.步骤三：在步骤二中耐火涂层a的外表面使用粘结剂b涂挂形成耐火涂层b，再使耐火涂层a、耐火涂层b自然风干；进一步地，步骤三中粘结剂b是sio2含量为29％～30％的硅溶胶。步骤三中耐火涂层b是莫来石砂。步骤三中使耐火涂层a、耐火涂层b自然风干持续时间不少于1h。
29.步骤四：提供芯棒2和混合浆料3，将芯棒2插装于步骤一中通孔内并使芯棒2两端伸出通孔孔口以外，再将混合浆料3填入芯棒2与通孔之间的空隙内，然后使混合浆料3自然风干；进一步地，步骤四中芯棒2的材质是钛合金。步骤四中通孔内径与芯棒2外径之差是3mm～6mm。步骤四中芯棒2的尺寸规格为：外径
×
长度＝φ6mm
×
500mm。步骤四中芯棒2两端伸出通孔孔口以外30～35mm。步骤四中混合浆料3是将硅溶胶、莫来石粉和铝矾土粉按照1：1.38：0.92的质量比均匀拌和制成。混合浆料3一方面对芯棒起到支承固定作用，另一方面用于封堵相应型壳通孔处的薄弱部位，提升了该部位的强度和抗冲击能力，保证了铸件成型质量。
30.步骤五：在耐火涂层b外表面以及芯棒2外表使用粘结剂c涂挂形成耐火涂层c，再使耐火涂层c自然风干；进一步地，步骤五中粘结剂c是sio2含量为29％～30％的硅溶胶。步骤五中耐火涂层c是粒度为10目～60目的莫来石砂。
31.步骤六：加热使蜡模1脱除，然后再焙烧使耐火涂层a、耐火涂层b、耐火涂层c、混合浆料3与芯棒2固结形成型壳4。
32.采用本发明的技术方案，采用钛合金材料制成芯棒，增加了芯棒整体强度和承载能力，在后续浇注合金液的工序过程中，使芯棒能够承受来自于合金液足够大的注射冲击力，避免芯棒出现形变和断裂，保证了铸件成型质量，另外，通过多次涂挂耐火涂层，增加了型壳厚度，提高了型壳强度，有利于提升型壳抵抗来自于合金液的注射冲击力，通过使芯棒两端伸出通孔以外，并在芯棒与通孔之间的空隙填充混合浆料，也增强了型壳通孔部位的强度和抗冲击能力，进一步保证了铸件成型质量。


技术特征：
1.一种具有狭长通孔钛合金熔模铸件的型壳制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：根据用户提供的设计图纸中的图样形状制备蜡模(1)，所述蜡模(1)内设置有通孔；步骤二：在步骤一中所述蜡模(1)表面使用粘结剂a涂挂形成耐火涂层a；步骤三：在步骤二中所述耐火涂层a的外表面使用粘结剂b涂挂形成耐火涂层b，再使所述耐火涂层a、耐火涂层b自然风干；步骤四：提供芯棒(2)和混合浆料(3)，将芯棒(2)插装于步骤一中所述通孔内并使所述芯棒(2)两端伸出所述通孔孔口以外，再将混合浆料(3)填入所述芯棒(2)与通孔之间的空隙内，然后使混合浆料(3)自然风干；步骤五：在所述耐火涂层b外表面以及所述芯棒(2)外表使用粘结剂c涂挂形成耐火涂层c，再使耐火涂层c自然风干；步骤六：加热使所述蜡模(1)脱除，然后再焙烧使所述耐火涂层a、耐火涂层b、耐火涂层c、混合浆料(3)与芯棒(2)固结形成型壳(4)。2.如权利要求1所述的具有狭长通孔钛合金熔模铸件的型壳制备方法，其特征在于：步骤二中所述粘结剂a是sio2含量为5％～15％的硅溶胶。3.如权利要求1所述的具有狭长通孔钛合金熔模铸件的型壳制备方法，其特征在于：步骤二中所述耐火涂层a是粒度小于100目的氧化钇砂。4.如权利要求1所述的具有狭长通孔钛合金熔模铸件的型壳制备方法，其特征在于：步骤三中所述粘结剂b是sio2含量为29％～30％的硅溶胶。5.如权利要求1所述的具有狭长通孔钛合金熔模铸件的型壳制备方法，其特征在于：步骤三中所述耐火涂层b是粒度小于80目的莫来石砂。6.如权利要求1所述的具有狭长通孔钛合金熔模铸件的型壳制备方法，其特征在于：步骤四中所述芯棒(2)的材质是钛合金。7.如权利要求1所述的具有狭长通孔钛合金熔模铸件的型壳制备方法，其特征在于：步骤四中所述通孔内径与所述芯棒(2)外径之差是3mm～6mm。8.如权利要求1所述的具有狭长通孔钛合金熔模铸件的型壳制备方法，其特征在于：步骤四中所述混合浆料(3)是将硅溶胶、莫来石粉和铝矾土粉按照1：1.38：0.92的质量比均匀拌和制成。9.如权利要求1所述的具有狭长通孔钛合金熔模铸件的型壳制备方法，其特征在于：步骤五中所述粘结剂c是sio2含量为29％～30％的硅溶胶。10.如权利要求1所述的具有狭长通孔钛合金熔模铸件的型壳制备方法，其特征在于：步骤五中所述耐火涂层c是粒度为10目～60目的莫来石砂。

技术总结
本发明提供一种具有狭长通孔钛合金熔模铸件的型壳制备方法，包括以下步骤：制备蜡模，蜡模内设有通孔；在蜡模表面涂挂耐火涂层A；在耐火涂层A外表面涂挂耐火涂层B；将芯棒插装于通孔内并使芯棒两端伸出通孔孔口以外，再将混合浆料填入芯棒与通孔之间的空隙内；在耐火涂层B外表面以及芯棒外表面涂挂耐火涂层C；加热使蜡模脱除，再焙烧使耐火涂层A、耐火涂层B、耐火涂层C、混合浆料与芯棒固结形成型壳。采用本发明的技术方案，采用钛合金材料制成芯棒，避免芯棒在浇注合金液的过程中出现形变和断裂，通过多次涂挂耐火涂层以及在芯棒与通孔之间的空隙填充混合浆料，增加了型壳厚度和相应薄弱环节的强度，为提升铸件成型质量奠定了基础。础。础。


技术研发人员：宋明静
受保护的技术使用者：贵州安吉航空精密铸造有限责任公司
技术研发日：2021.08.25
技术公布日：2021/11/28