CN105397027A - 铸件的铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铸件的铸造方法，包括以下步骤：在铸件蜡模上涂料，在铸件型腔中插入成孔物，成孔物的首端靠近热节处，成孔物为可熔挥发的材料制得。在铸件蜡模上继续涂料，填满铸件型腔，成孔物一部分被料包裹，其余部分暴露于铸件型腔之外。脱蜡除去铸件蜡模和成孔物，铸件型腔内的料烧结形成模壳，并在成孔物的位置处形成对应热节的空腔，脱蜡的温度大于成孔物的熔点。在空腔内通入压缩气体的条件下，浇注模壳，形成铸件。空腔对准热节位置，在浇注铸件时，在空腔内持续通入压缩空气，压缩空气对热节进行冷却，加快热节的冷却速度。热节的冷却速度比外部冒口的冷却速度快，避免铸件出现疏松、缩孔等冶金缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及铸件铸造领域，特别地，涉及一种铸件的铸造方法。
背景技术
随着航空发动机整体性能、效率的不断提高，为了提高发动机整体性能，减轻发动机重量，提高发动机功重比，发动机上的整体铸造机匣越来越多，结构越来越复杂。这类的机匣由于集成各类喷嘴、安装边、油管等结构，存在多处热节，对铸件的补缩方案的确定和浇注系统设计都提出了更高的要求。目前对于整体铸造机匣的精密铸造来说，目前最常见的质量问题是多处热节很难完全补缩，或者一些位于内部的热节，散热速度很慢，很容易形成外部冒口的冷却速度快于内部热节的冷却速度，导致无法实现顺序凝固，导致铸件出现疏松、缩孔等冶金缺陷。目前常用的方法是两个方面，一方面通过外部保温，延缓外部冒口的冷却速度，另一种方法是在可以加冷铁的部位增加冷铁，加快热节冷却速度。加冷铁的方法对于一些结构复杂或者尺寸窄小的内腔无法实现，延缓外部冒口的冷却速度对于很多热节来说是加大了整个热节，反而会加剧铸件的疏松、缩孔等缺陷。
发明内容
本发明提供了一种铸件的铸造方法，以解决铸件疏松的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种铸件的铸造方法，包括以下步骤：
在铸件蜡模上涂料，在铸件型腔中插入成孔物，成孔物的首端靠近热节处，成孔物为易成型、熔点低于100摄氏度的材料制得；
在铸件蜡模上继续涂料，填满铸件型腔，成孔物一部分被料包裹，其余部分暴露于铸件型腔之外；
脱蜡除去铸件蜡模和成孔物，铸件型腔内的料烧结形成模壳，并在成孔物的位置处形成对应热节的空腔，脱蜡的温度大于成孔物的熔点；
在空腔内通入压缩气体的条件下，浇注模壳，形成铸件。
进一步地，成孔物的首端与热节之间料的厚度为3～5毫米。
进一步地，在铸件蜡模上涂三层料后，插入成孔物，每层料的涂制过程为涂制一层粘结剂后挂一层耐火材料，粘结剂包括硅溶胶或硅酸乙酯，耐火材料包括莫来石、刚玉或熔融石英。
进一步地，成孔物选自蜡条、泡沫条、树脂条和塑料条中的一种。
进一步地，成孔物为蜡条、蜡条的成分为低温蜡或中温蜡。
进一步地，脱蜡的过程具体为：
在190～210℃下，采用6-10Bar的蒸汽使得铸件蜡模和成孔物熔化挥发。
进一步地，成孔物的首端为斜面，斜面与热节平行。
进一步地，在填满铸件型腔之后，去除成孔物尾端的料，以使成孔物尾端显露。
本发明具有以下有益效果：在铸件型腔内填料后插入成孔物，料包裹成孔物伸入铸件型腔中的部分，脱蜡时，铸件蜡模和成孔物熔化挥发，料烧结成为模壳，成孔物的位置形成空腔。空腔对准热节位置，在浇注铸件时，在空腔内持续通入压缩空气，压缩空气对热节进行冷却，加快热节的冷却速度。热节的冷却速度比外部冒口的冷却速度快，避免铸件出现疏松、缩孔等冶金缺陷。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的铸件的铸造方法流程图；
图2是本发明优选实施例的铸件蜡模结构示意图；
图3是本发明优选实施例的铸件蜡模涂料后的结构示意图；
图4是本发明优选实施例的铸件型腔插入成孔物的结构示意图；
图5是本发明优选实施例的铸件型腔填满料的结构示意图；
图6是本发明优选实施例的模壳和铸件的结构示意图。
附图标记说明：100、铸件蜡模；200、铸件型腔；300、成孔物；400、热节；500、模壳；600、空腔；700、铸件；800、外部冒口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参照图1～6，本发明的优选实施例提供了一种铸件的铸造方法，包括以下步骤：
S100：在铸件蜡模100上涂料，在铸件型腔200中插入成孔物300，成孔物300的首端靠近热节400处，成孔物300为易成型、熔点低于100摄氏度的材料制得。
S200：在铸件蜡模100上继续涂料，填满铸件型腔200，成孔物300一部分被料包裹，其余部分暴露于铸件型腔200之外。
S300：脱蜡除去铸件蜡模100和成孔物300，铸件型腔200内的料烧结形成模壳500，并在成孔物300的位置处形成对应热节400的空腔600，脱蜡的温度大于成孔物300的熔点。
S400：在空腔600内通入压缩气体的条件下，浇注模壳500，形成铸件700。
在铸件蜡模100上涂料，待其具有一定强度之后，插入成孔物300。成孔物300与热节400处对应的料相抵。在凝固过程中，铸件内部比周围金属凝固速度缓慢的节点即为热点。然后继续涂料，涂料完成后，铸件型腔200被填满。成孔物300被料包裹，一部分延伸出铸件型腔200之外，未被料包裹，暴露在空气中。脱蜡时，温度较高，铸件蜡模100和成孔物300挥发，铸件型腔200内的料烧结形成模壳500。成孔物300具有一定的形状，模壳500内形成与成孔物300形状一致的空腔600。空腔600一端开口，另一端与热节400位置对应。
浇注模壳500时，在空腔600内持续通入压缩空气，压缩空气对热节400处进行冷却，加快其散热速度，使得其冷却速度加快。通入压缩空气可以控制通入压缩空气的压力、流速、流量等参数以控制通气处的冷却速度，实现不同结构热节所需求的不同的冷却速度。最终热节400的冷却速度比外部冒口800的冷却速度快，避免铸件700出现疏松、缩孔等冶金缺陷。而且相比延缓外部冒口800的冷却速度的方式，本发明的铸件的铸造方法，采用加快热节400冷却速度的方式，从而使得整个铸件700的成型速度加快。
本发明具有以下有益效果：在铸件型腔200内填料后插入成孔物300，料包裹成孔物300伸入铸件型腔200中的部分，脱蜡时，铸件蜡模100和成孔物300熔化挥发，料烧结成为模壳500，成孔物300的位置形成空腔600。空腔600对准热节400位置，在浇注铸件700时，在空腔600内持续通入压缩空气，压缩空气对热节400进行冷却，加快热节400的冷却速度。热节400的冷却速度比外部冒口800的冷却速度快，避免铸件700出现疏松、缩孔等冶金缺陷。
进一步地，参照图4～5，成孔物300的首端与热节400之间料的厚度为3～5毫米。最终空腔600与热节400之间的距离为3～5毫米，可保证模壳500的强度同时，保证压缩空气的冷却效果。
进一步地，在铸件蜡模100上涂三层料后，插入成孔物300，每层料的涂制过程为涂制一层粘结剂后挂一层耐火材料，粘结剂包括硅溶胶或硅酸乙酯，耐火材料包括莫来石、刚玉或熔融石英。
进一步地，成孔物300选自蜡条、泡沫条、树脂条和塑料条中的一种。上述物质均为容易挥发的物质，在脱蜡的温度下，挥发无残留，不会对铸件700品质造成影响。
进一步地，成孔物300为蜡条，蜡条的成分为低温蜡或中温蜡。蜡条的成分为低温蜡或中温蜡，如石蜡或填充蜡。相比其他材质的成孔物300，蜡条的形状可以随铸件700结构不同而任意更改，相应设置不同形状的空腔600，应用范围非常广。
进一步地，脱蜡的过程具体为：
在190～210℃下，采用6-10Bar的蒸汽使得铸件蜡模100和成孔物300熔化挥发。由于脱蜡的温度较高，因而铸件蜡模100和成孔物300可都脱除。
进一步地，成孔物300的首端为斜面，斜面与热节400平行。可使得，制得的空腔600与热节400的接触面积大，压缩空气与热节400接触面积大，有利于热交换，加快热节400冷却速度。
进一步地，在填满铸件型腔200之后，去除成孔物300尾端的料，以使成孔物300尾端显露。
某型发动机的压气机匣上的精铸件中段，采用现有的铸造方法的铸件，前期荧光检查铸件约40％存在盲孔凸台疏松，而通过本发明的铸造方法铸造的铸件，经荧光检验铸件疏松降低至5％左右，产品合格率大大提升。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种铸件的铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：
在铸件蜡模(100)上涂料，在铸件型腔(200)中插入成孔物(300)，所述成孔物(300)的首端靠近热节(400)处，所述成孔物(300)为易成型、熔点低于100℃的材料制得；
在所述铸件蜡模(100)上继续涂料，填满所述铸件型腔(200)，所述成孔物(300)一部分被所述料包裹，其余部分暴露于所述铸件型腔(200)之外；
脱蜡除去所述铸件蜡模(100)和所述成孔物(300)，所述铸件型腔(200)内的料烧结形成模壳(500)，并在所述成孔物(300)的位置处形成对应所述热节(400)的空腔(600)，所述脱蜡的温度大于所述成孔物(300)的熔点；
在所述空腔(600)内通入压缩气体的条件下，浇注所述模壳(500)，形成铸件(700)。
2.根据权利要求1所述的铸件的铸造方法，其特征在于，所述成孔物(300)的首端与所述热节(400)之间料的厚度为3～5毫米。
3.根据权利要求1所述的铸件的铸造方法，其特征在于，在所述铸件蜡模(100)上涂三层料后，插入成孔物(300)，每层料的涂制过程为涂制一层粘结剂后挂一层耐火材料，所述粘结剂包括硅溶胶或硅酸乙酯，所述耐火材料包括莫来石、刚玉或熔融石英。
4.根据权利要求1所述的铸件的铸造方法，其特征在于，所述成孔物(300)选自蜡条、泡沫条、树脂条和塑料条中的一种。
5.根据权利要求4所述的铸件的铸造方法，其特征在于，所述成孔物(300)为蜡条、所述蜡条的成分为低温蜡或中温蜡。
6.根据权利要求1所述的铸件的铸造方法，其特征在于，所述脱蜡的过程具体为：
在190～210℃下，采用6-10Bar的蒸汽使得所述铸件蜡模(100)和所述成孔物(300)熔化挥发。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的铸件的铸造方法，其特征在于，所述成孔物(300)的首端为斜面，所述斜面与所述热节(400)平行。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的铸件的铸造方法，其特征在于，在填满所述铸件型腔(200)之后，去除所述成孔物(300)尾端的料，以使所述成孔物(300)尾端显露。
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