熔模精密鑄造型殼脫蠟的方法和裝置及閃燒脫蠟爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及熔模精密鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及熔模精密鑄造型殼脫蠟的方法和裝置及閃燒脫蠟爐。該方法包括以下步驟：1）將模組型殼放入蒸汽脫蠟爐內(nèi)進(jìn)行1～1.5分鐘蒸汽脫蠟，脫蠟壓力為0.6MPa，脫蠟溫度160±3℃；2）向閃燒脫蠟爐中輸入阻燃?xì)怏w，將閃燒脫蠟爐預(yù)熱至850度，然后將經(jīng)步驟1處理后的模組型殼快速裝入閃燒脫蠟爐內(nèi)進(jìn)行10～30分鐘的高溫閃燒脫蠟，脫蠟溫度為850±10℃，閃燒脫蠟爐采用的加熱方式為電加熱或天然氣點(diǎn)火加熱。采用本發(fā)明的方法可以使型殼在脫蠟過(guò)程中不僅不會(huì)出現(xiàn)因蠟料膨脹造成的裂紋，而且也不會(huì)出現(xiàn)因吸水、吸潮引起的面層氧化釔回溶。
【專利說(shuō)明】熔模精密鑄造型殼脫蠟的方法和裝置及閃燒脫蠟爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熔模精密鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及熔模精密鑄造型殼脫蠟的方法和裝置及閃燒脫蠟爐。
【背景技術(shù)】
[0002]作為一項(xiàng)材料近凈成形技術(shù)，熔模精密鑄造在高精度、復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄造，特別是高熔煉溫度、高化學(xué)活性金屬的成形中起著不可替代的作用。熔模鑄造工藝過(guò)程包括壓制蠟?zāi)?、組樹、制型殼、脫蠟、焙燒、澆鑄成鑄件。
[0003]鈦及鈦合金具有密度小，強(qiáng)度高和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，在航空和航天工業(yè)中有重要應(yīng)用。目前大批量生產(chǎn)的壁厚< 3mm的各種航空、航天大、中、小型質(zhì)量要求高的鈦合金鑄件均采用熔模精密鑄造。
[0004]鈦合金熔模精密鑄造中，面層型殼工藝是技術(shù)之一。其制殼工藝方案為面層由化學(xué)穩(wěn)定性高的特種氧化物(如氧化釔、氧化鋯)構(gòu)成，其余型殼材料和制殼工藝與普通熔模精鑄工藝相同。
[0005]鈦合金熔模精密鑄造對(duì)型殼的脫蠟方法有兩種:一種為三氯乙烯脫蠟法，該工藝雖然在脫蠟過(guò)程能保證型殼不被蠟料熔化前因膨脹引起開裂，但是三氯乙烯屬于化學(xué)毒素品，對(duì)人體健康傷害很大而已逐漸被禁止使用；另一種為蒸汽脫蠟法，該工藝所使用的設(shè)備為蒸汽脫蠟爐，該工藝對(duì)鈦合金熔模精密鑄造的型殼造型材料要求很嚴(yán)，為了能夠生產(chǎn)高精度的航空航天用鈦合金鑄件，國(guó)內(nèi)采用的面層均為氧化釔陶瓷型殼，然而氧化釔具有較強(qiáng)的吸水性從而造成蒸汽過(guò)程面層會(huì)產(chǎn)生回溶現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種熔模精密鑄造型殼脫蠟的方法，以使型殼在脫蠟過(guò)程中不僅不會(huì)出現(xiàn)因蠟料膨脹造成的裂紋，而且也不會(huì)出現(xiàn)因吸水、吸潮引起的面層氧化釔回溶。本發(fā)明的目的還在于提供一種專用于實(shí)施上述熔模精密鑄造型殼脫蠟的方法的裝置和一種用于上述裝置中的閃燒脫蠟爐。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的熔模精密鑄造型殼脫蠟的方法采用如下技術(shù)方案:熔模精密鑄造型殼脫蠟的方法，包括以下步驟:1)將模組型殼放入蒸汽脫蠟爐內(nèi)進(jìn)行I?
1.5分鐘蒸汽脫蠟，脫蠟壓力為0.6MPa，脫蠟溫度160±3°C;2)向閃燒脫蠟爐中輸入阻燃?xì)怏w，將閃燒脫蠟爐預(yù)熱至850度，然后將經(jīng)步驟I處理后的模組型殼快速裝入閃燒脫蠟爐內(nèi)進(jìn)行10?30分鐘的高溫閃燒脫蠟，脫蠟溫度為850±10°C，閃燒脫蠟爐采用的加熱方式為電加熱或天然氣點(diǎn)火加熱。
[0008]熔模精密鑄造型殼脫蠟的方法還包括脫蠟前的準(zhǔn)備步驟:卸掉模組型殼工裝，然后切割模組型殼的澆口杯、脫蠟口和冒口，然后采用壓縮空氣將模組型殼切割邊緣清理干凈。
[0009]本發(fā)明的熔模精密鑄造型殼脫蠟的方法的有益效果:本發(fā)明采用了先蒸汽脫蠟后閃燒脫蠟的“混合脫蠟法”，在蒸汽脫蠟過(guò)程中的脫蠟時(shí)間短且脫蠟溫度低，模組型殼內(nèi)的蠟料只是軟化而未完全熔化，型殼不會(huì)因蠟料膨脹引起開裂，且型殼接觸處的蠟料軟化后與型殼之間具有一定的間隙，在隨后的閃燒脫蠟過(guò)程中就不會(huì)出現(xiàn)因蠟?zāi)×胰诨蛎泴?dǎo)致型殼出現(xiàn)裂紋，脫完蠟料的型殼表面被850度高溫初步焙燒后，型殼表面無(wú)水分，因而不會(huì)引起型殼面層回溶。因此可見，采用本發(fā)明的方法可以使型殼在脫蠟過(guò)程中不僅不會(huì)出現(xiàn)因蠟料膨脹造成的裂紋，而且也不會(huì)出現(xiàn)因吸水、吸潮引起的面層氧化釔回溶。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的熔模精密鑄造型殼脫蠟的裝置采用如下技術(shù)方案:熔模精密鑄造型殼脫蠟的裝置，包括蒸汽脫蠟爐，還包括閃燒脫蠟爐，所述閃燒脫蠟爐包括爐體，爐體內(nèi)設(shè)有用于擺放模組型殼的脫蠟盤，爐體上設(shè)有用于點(diǎn)火加熱爐體內(nèi)腔的天然氣管道或電加熱爐體內(nèi)腔的電加熱器，爐體上還設(shè)有向爐體內(nèi)輸入阻燃?xì)怏w的阻燃?xì)怏w管道，脫蠟盤上設(shè)有用于與爐體外部連通的排蠟管。
[0011]爐體上還設(shè)有煙囪。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的閃燒脫蠟爐采用如下技術(shù)方案:閃燒脫蠟爐，包括爐體，爐體內(nèi)設(shè)有用于擺放模組型殼的脫蠟盤，爐體上設(shè)有用于點(diǎn)火加熱爐體內(nèi)腔的天然氣管道或電加熱爐體內(nèi)腔的電加熱器，爐體上還設(shè)有用于向爐體內(nèi)輸入阻燃?xì)怏w的阻燃?xì)怏w管道，脫蠟盤上設(shè)有用于與爐體外部連通的排蠟管。
[0013]爐體上還設(shè)有煙囪。
[0014]本發(fā)明的熔模精密鑄造型殼脫蠟的裝置的有益效果:該裝置包括蒸汽脫蠟爐和閃燒脫蠟爐，在使用時(shí)，可以先采用蒸汽脫蠟爐對(duì)模組型殼進(jìn)行短時(shí)間和低溫度的蒸汽脫蠟，使蠟料軟化而與型殼之間產(chǎn)生間隙，然后再采用閃燒脫蠟爐對(duì)模組型殼進(jìn)行高溫脫蠟，通過(guò)阻燃?xì)怏w管道向爐體內(nèi)輸入阻燃?xì)怏w，可阻止蠟料燃燒，使蠟料融化且不會(huì)導(dǎo)致型殼出現(xiàn)裂紋，型殼表面沒有水分，因而型殼面層不會(huì)出現(xiàn)回溶。
[0015]進(jìn)一步的，閃燒脫蠟爐的爐體上設(shè)有煙囪，便于及時(shí)將爐體內(nèi)的煙塵排出爐體，避免了在脫臘完成后在型殼表面廣生煙塵。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的熔模精密鑄造型殼脫蠟的裝置的實(shí)施例1中蒸汽脫蠟爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的熔模精密鑄造型殼脫蠟的裝置的實(shí)施例1中閃燒脫蠟爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]熔模精密鑄造型殼脫蠟的裝置包括蒸汽脫蠟爐和閃燒脫蠟爐。
[0018]如圖1所示:蒸汽脫蠟爐包括殼體1，殼體I內(nèi)設(shè)有支撐盤2，殼體I上設(shè)有排水管3和排蠟管4。支撐盤2用于擺放模組型殼5，排水管3用于在蒸汽脫蠟爐工作完成后進(jìn)行卸壓排水。該蒸汽脫蠟爐的具體結(jié)構(gòu)和工作原理為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再詳述。
[0019]如圖2所示:閃燒脫蠟爐包括爐體11，爐體11內(nèi)設(shè)有用于擺放模組型殼5的脫蠟盤12，脫蠟盤12呈U形結(jié)構(gòu)，爐體11上設(shè)有用于點(diǎn)火加熱爐體內(nèi)腔的天然氣管道13，爐體11上還設(shè)有阻燃?xì)怏w管道14，脫蠟盤12上設(shè)有用于與爐體外部連通的排蠟管15。排蠟管15可以及時(shí)將融化后的蠟料排至爐體11外。阻燃?xì)怏w管道14用于向爐體11內(nèi)輸入阻燃?xì)怏w以阻止蠟料著火燃燒，阻燃?xì)怏w為氬氣或二氧化碳。在采用閃燒脫蠟爐對(duì)模組型殼加熱時(shí)，蠟料能快速軟化且不會(huì)發(fā)生燃燒。為了將爐體內(nèi)的煙塵及時(shí)排出，爐體上還設(shè)有煙囪16。在其它實(shí)施例中，還可以省去煙囪。在本實(shí)施例中，天然氣管道13有兩個(gè)，兩個(gè)天然氣管道13對(duì)稱設(shè)于爐體上部的左右兩側(cè)，排蠟管15位于脫蠟盤12下部的正中央，阻燃?xì)怏w管道14位于爐體的下部且與脫蠟盤12連通，煙囪16位于爐體的頂部。
[0020]在本發(fā)明的熔模精密鑄造型殼脫蠟的裝置的其它實(shí)施例中，閃燒脫蠟爐中的天然氣管道還可以替換為電加熱器，電加熱器可用于電加熱爐體內(nèi)腔。
[0021]本發(fā)明的熔模精密鑄造型殼脫蠟的方法的一種實(shí)施例是使用上述的熔模精密鑄造型殼脫蠟的裝置的實(shí)施例進(jìn)行的，該方法包括以下步驟:
a)脫蠟前的準(zhǔn)備步驟:卸掉模組型殼工裝，然后切割模組型殼的澆口杯、脫蠟口和冒口，然后采用壓縮空氣將模組型殼切割邊緣清理干凈；
b)加熱脫蠟步驟:1)將模組型殼放入蒸汽脫蠟爐內(nèi)進(jìn)行I?1.5分鐘蒸汽脫蠟，脫蠟壓力為0.6MPa，脫蠟溫度160±3°C;2)向閃燒脫蠟爐中輸入阻燃?xì)怏w，將閃燒脫蠟爐預(yù)熱至850度，然后將經(jīng)步驟I處理后的模組型殼快速裝入閃燒脫蠟爐內(nèi)進(jìn)行10?30分鐘的高溫閃燒脫蠟(脫蠟的具體時(shí)間根據(jù)模組型殼零件大小和結(jié)構(gòu)而定)，脫蠟溫度為850±10°C，閃燒脫蠟爐采用的加熱方式為天然氣點(diǎn)火加熱。
[0022]該方法的有益效果為:1、蒸汽脫蠟I?1.5分鐘，模組型殼內(nèi)的蠟料只是接觸型殼位置軟化而未完全熔化，型殼不會(huì)因蠟料膨脹引起開裂；2、經(jīng)蒸汽脫蠟I?1.5分鐘的模組放入850°C的閃燒脫蠟爐時(shí)由于與型殼接觸處的蠟料已經(jīng)被蒸汽脫蠟軟化且與型殼有一定的間隙，所以在閃燒脫蠟過(guò)程中也不會(huì)出現(xiàn)因蠟?zāi)×胰刍蛎浻绊懶蜌こ霈F(xiàn)裂紋；3、脫完蠟料的型殼表面被850°C高溫初步焙燒，表面無(wú)水分，也不會(huì)引起型殼面層回溶。
[0023]采用本發(fā)明的方法進(jìn)行脫蠟時(shí)，模組型殼在脫蠟過(guò)程中因未與水分接觸不會(huì)產(chǎn)生型殼面層回溶；模組型殼在脫蠟后型殼的常溫強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度均能達(dá)到工藝要求；可以避免模組型殼因單一的蒸汽脫蠟或閃燒脫蠟過(guò)程中蠟料熔化膨脹引起的型殼裂紋。
[0024]在本發(fā)明的熔模精密鑄造型殼脫蠟的方法的其它實(shí)施例中，閃燒脫蠟爐采用的加熱方式還可以為電加熱。
[0025]在本發(fā)明的熔模精密鑄造型殼脫蠟的方法的其它實(shí)施例中，還可以不包括脫蠟前的準(zhǔn)備步驟。
[0026]本發(fā)明的閃燒脫蠟爐的實(shí)施例，該閃燒脫蠟爐的結(jié)構(gòu)與上述的熔模精密鑄造型殼脫蠟的裝置的實(shí)施例中的閃燒脫蠟爐的結(jié)構(gòu)相同，因而此部分內(nèi)容，不再重復(fù)贅述。
【權(quán)利要求】
1.熔模精密鑄造型殼脫蠟的方法，其特征在于，包括以下步驟:1)將模組型殼放入蒸汽脫蠟爐內(nèi)進(jìn)行I?1.5分鐘蒸汽脫蠟，脫蠟壓力為0.6MPa，脫蠟溫度160±3°C ；2)向閃燒脫蠟爐中輸入阻燃?xì)怏w，將閃燒脫蠟爐預(yù)熱至850度，然后將經(jīng)步驟I處理后的模組型殼快速裝入閃燒脫蠟爐內(nèi)進(jìn)行10?30分鐘的高溫閃燒脫蠟，脫蠟溫度為850±10°C，閃燒脫蠟爐采用的加熱方式為電加熱或天然氣點(diǎn)火加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔模精密鑄造型殼脫蠟的方法，其特征在于，還包括脫蠟前的準(zhǔn)備步驟:卸掉模組型殼工裝，然后切割模組型殼的澆口杯、脫蠟口和冒口，然后采用壓縮空氣將模組型殼切割邊緣清理干凈。
3.一種專用于實(shí)施如權(quán)利要求1所述方法的熔模精密鑄造型殼脫蠟的裝置，包括蒸汽脫蠟爐，其特征在于:還包括閃燒脫蠟爐，所述閃燒脫蠟爐包括爐體，爐體內(nèi)設(shè)有用于擺放模組型殼的脫蠟盤，爐體上設(shè)有用于點(diǎn)火加熱爐體內(nèi)腔的天然氣管道或電加熱爐體內(nèi)腔的電加熱器，爐體上還設(shè)有向爐體內(nèi)輸入阻燃?xì)怏w的阻燃?xì)怏w管道，脫蠟盤上設(shè)有用于與爐體外部連通的排蠟管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熔模精密鑄造型殼脫蠟的裝置，其特征在于:爐體上還設(shè)有煙囪。
5.一種專用于實(shí)施如權(quán)利要求1所述方法的閃燒脫蠟爐，其特征在于:包括爐體，爐體內(nèi)設(shè)有用于擺放模組型殼的脫蠟盤，爐體上設(shè)有用于點(diǎn)火加熱爐體內(nèi)腔的天然氣管道或電加熱爐體內(nèi)腔的電加熱器，爐體上還設(shè)有用于向爐體內(nèi)輸入阻燃?xì)怏w的阻燃?xì)怏w管道，脫蠟盤上設(shè)有用于與爐體外部連通的排蠟管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的閃燒脫蠟爐，其特征在于:爐體上還設(shè)有煙囪。
【文檔編號(hào)】B22C9/04GK103611885SQ201310605171
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】朱發(fā)廣, 侯林, 魏學(xué)良 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)鵬起實(shí)業(yè)有限公司