【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及鑄造，尤其是一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法。
技術介紹
1、在探討我國高溫合金產業(yè)，特別是其在航空航天領域的關鍵作用時，我們不得不關注到精密熔模鑄件構型的復雜性以及陶瓷型芯技術的重要性。隨著航空技術的發(fā)展，對高溫合金鑄件的要求日益提高，這些鑄件不僅需要承受極端的高溫環(huán)境，還要具備復雜的內部結構，以優(yōu)化性能。因此，陶瓷型芯技術在這一領域扮演著至關重要的角色。
2、針對圖1所示的高溫合金熔模鑄件，由于流道直徑小且長，陶瓷型芯本身變得細長，這大大降低了其機械強度。在脫蠟、澆注和冷卻過程中，陶瓷型芯需要承受巨大的熱應力和機械應力，極易發(fā)生斷裂。
3、細長型芯在合金液凝固后，由于與鑄件內壁緊密結合，難以通過常規(guī)方法(如震動敲打)完全脫除，可能導致鑄件內部缺陷。
4、型芯的定位與固定：
5、細長型芯在脫蠟步驟中會受到高溫高壓的水蒸汽沖擊，容易因彎矩過大而發(fā)生斷裂和偏芯，影響鑄件的尺寸精度和表面質量。
6、同時在澆注步驟中，合金液在澆注過程中會迅速升溫，導致陶瓷型芯與模殼之間產生巨大的熱應力，陶瓷型芯發(fā)生復雜相變，強度會進一步降低，加劇型芯的斷裂風險。
7、陶瓷型芯與模殼材料的熱膨脹系數(shù)差異，可能導致陶瓷型芯在加熱和冷卻過程中定位不穩(wěn)，在模殼中發(fā)生偏擺，從而產生裂紋或變形，導致鑄件流道尺寸超差或報廢。
8、為此我們提出一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法。
技術實現(xiàn)思路p>
1、本申請人針對上述現(xiàn)有生產技術中的缺點，提供一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法，不僅顯著提高了鑄件的精度、表面質量和生產效率，還增強了生產靈活性和環(huán)保性能，是熔模鑄造領域的一項重要技術改進。
2、本專利技術所采用的技術方案如下：
3、一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法，包括：
4、s1、陶瓷型芯結構設計：
5、根據高溫合金鑄件流道型腔繪制出陶瓷型芯的形狀，該陶瓷型芯結構包括：
6、陶瓷型芯本體，其呈細長的結構；
7、固定端，其具有非圓形的截面結構，且固定端截面的最大寬度大于陶瓷型芯本體的最大寬度；
8、自由端，其連接在陶瓷型芯本體的另一端；
9、s2、陶瓷型芯制作：
10、設計陶瓷型芯模具，并制備陶瓷型芯結構；
11、s3、蠟模制造
12、制造相應的蠟模，蠟模包括兩個開合的模瓣，且在兩個模瓣內設置有與陶瓷型芯對應的空腔；
13、s4、蠟模拼接及組樹
14、將s2制備而成的陶瓷型芯和s3制備而成的鑄件蠟模組合拼接到一起，并用粘結蠟粘接固定；
15、陶瓷型芯的自由端4的頂端刷一層4-5mm的粘結蠟；在陶瓷型芯自由端突出蠟模表面的一段外側用刷一層0.2-0.3mm厚的粘結蠟，待粘結蠟凝固后用熱燙刀燙出至少一個直徑約3-5mm的圓孔露出陶瓷型芯本體；
16、將拼接后的蠟模粘接內澆口和澆道，形成完整的澆注樹串；
17、s5、制殼脫蠟
18、采用手工制殼方式，對產品樹串進行淋漿掛砂；制殼完成后，進行高溫蒸汽脫蠟，得到帶有型腔的模殼；陶瓷型芯的固定端會被模殼包裹；陶瓷型芯的自由端的頂端及外側外露的粘結蠟均融化流出，使模殼上對應的位置處形成空隙，而圓孔處的陶瓷型芯因為沒有粘結蠟，會形成一個直徑約為3-5mm的模殼接觸點，讓陶瓷型芯的自由端不會形成較長的懸臂梁結構。
19、進一步的，所述固定端為方形凸臺。
20、進一步的，所述固定端的外表面上開設有凹槽。
21、進一步的，所述圓孔的數(shù)量為三個。
22、進一步的，所述凹槽的深度大于0.5mm。
23、進一步的，所述s2中陶瓷型芯的制備方法是將硅基材料注射到模具中燒結冷卻成型得到。
24、進一步的，所述s3中，采用mjf技術用藍蠟分體3d打印鑄件蠟模5。
25、更進一步的，還包括如下步驟：
26、s6：熔煉澆注：
27、采用三室真空爐熔化合金棒料，澆注到模殼型腔中。
28、如權利要求8所述的一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法，還包括如下步驟：
29、s7：后清理
30、對冷卻后的模殼進行振殼、切割、打磨清理；
31、s8：去除陶瓷型芯：
32、采用強堿腐蝕法，用強堿性溶液浸泡反應去除陶瓷型芯，噴砂后即可得到目標鑄件。
33、本專利技術的有益效果如下：
34、本專利技術通過精確拼接陶瓷型芯與蠟模、優(yōu)化澆注系統(tǒng)設計、采用特殊設計的粘結蠟與圓孔結構以減少陶瓷型芯斷裂風險，并結合高效的手工制殼與后處理工藝，不僅顯著提高了鑄件的精度、表面質量和生產效率，還增強了生產靈活性和環(huán)保性能，是熔模鑄造領域的一項重要技術改進。
35、同時，本專利技術還具備如下優(yōu)點：
36、1、提高鑄件精度與表面質量：通過精確拼接陶瓷型芯與蠟模，并在制殼過程中嚴格控制模殼的厚度和強度，確保了最終鑄件的尺寸精度和表面質量。陶瓷型芯的引入，特別是其自由端的設計，有效減少了陶瓷型芯變形和斷裂的風險，確保鑄件細長流道的成型和尺寸精度的保證，從而提高了鑄件的整體質量。
37、2、降低陶瓷型芯斷裂風險：在陶瓷型芯自由端頂部及外側刷涂粘結蠟并開設圓孔的設計，是防止陶瓷型芯在澆注過程中斷裂的關鍵。這些粘結蠟在制殼脫蠟后形成了空隙，而圓孔處的模殼減少了陶瓷型芯自由端在澆注時形成的懸臂梁結構長度，從而降低了斷裂的風險。這種設計不僅提高了陶瓷型芯的使用壽命，也減少了因陶瓷型芯斷裂而導致的鑄件報廢率。
38、3、優(yōu)化澆注系統(tǒng)：通過精心設計的澆注系統(tǒng)和內澆口布局，確保了合金液在澆注過程中能夠均勻且順暢地流動到每個蠟模中。這不僅提高了澆注效率，還有助于減少合金液在流動過程中產生的湍流和渦流，從而降低氣孔、夾雜等缺陷的產生。同時，合理的澆注系統(tǒng)設計也有助于提高鑄件的凝固質量，減少縮松、縮孔等問題的發(fā)生。
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1.一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法，其特征在于：所述固定端(2)為方形凸臺。
3.如權利要求1所述的一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法，其特征在于：所述固定端(2)的外表面上開設有凹槽(3)。
4.如權利要求1所述的一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法，其特征在于：所述圓孔(7)的數(shù)量為三個。
5.如權利要求3所述的一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法，其特征在于：所述凹槽(3)的深度大于0.5mm。
6.如權利要求1所述的一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法，其特征在于：所述S2中陶瓷型芯的制備方法是將硅基材料注射到模具中燒結冷卻成型得到。
7.如權利要求1所述的一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法，其特征在于：所述S3中，采用MJF技術用藍蠟分體3D打印鑄件蠟模5。
8.如權利要求1所述的一種解決
9.如權利要求8所述的一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法，其特征在于：還包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法，其特征在于：所述固定端(2)為方形凸臺。
3.如權利要求1所述的一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法，其特征在于：所述固定端(2)的外表面上開設有凹槽(3)。
4.如權利要求1所述的一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法，其特征在于：所述圓孔(7)的數(shù)量為三個。
5.如權利要求3所述的一種解決高溫合金熔模鑄件細長陶瓷型芯斷裂和偏芯的方法，其特征在于：所述凹槽(...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：劉大衛(wèi)，張力，
申請(專利權)人：無錫卡仕精密科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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