一种大尺寸薄壁环形窄通道铸件的陶芯制作方法技术

本发明专利技术公开了一种大尺寸薄壁环形窄通道铸件的陶芯制作方法，解决了此类铸件整体陶芯制作困难问题。将分段陶芯在工装上进行粘接拼接，一方面拼接成的整体陶芯的圆度尺寸有保证，提高了铸件的加工成功率，另一方面避免了采用整体陶芯方案的昂贵生产成本，提高了铸件合格率，缩短了生产周期，实现了大尺寸环形窄通道铸件的短周期、低成本生产，铸件形状尺寸良好，满足了航空发动机中此类铸件的需求。

Method for making ceramic core of large size thin wall annular narrow channel casting

The invention discloses a method for making a ceramic core of a large size thin wall annular narrow channel casting. The segmentation of ceramic core bonding stitching on the tooling, the overall size of roundness of ceramic core hand spliced into the assurance, improve the success rate of the casting process, on the other hand, avoid the whole ceramic core scheme of expensive production costs, improve the pass rate, shorten the production cycle, to achieve short the production cycle and low cost large size and narrow annular channel casting, casting size and shape is good, to meet the demand of aero engine castings.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铸造成形
，涉及一种大尺寸环形窄通道铸件的陶芯制作方法，特别是关于一种对圆度要求极高、通道狭窄的环形铸件的蜡模成型工艺，是大尺寸环形陶芯在精密铸造过程中的应用。
技术介绍
目前，在精密铸造行业对铸件型腔的形成有两种方法：用陶瓷型芯和可溶型芯。陶瓷型芯是采用耐火材料按一定的比例混合、烧结成型，在压蜡过程中埋入，铸件浇注成型后进行脱除。可溶型芯也是一种制备空心铸件常用的工具，将可溶性各组元按一定的比例混合成膏体，在一定的温度和压力下进行压制，在压蜡过程中埋入，待蜡模成形后，在制壳前脱除。对于大尺寸环形窄通道铸件结构而言，如图1所示，蜡模成型有如下两个方案：(1)采用羰芯，即可溶芯，但不能是整体，必须是分段羰芯，然后将分段蜡模再拼接上，方案可行，但是狭小的通道导致蜡模无法对接缝修型，即使能修，在修型的过程中，蜡模收缩和挪放会影响蜡模的圆度，导致铸件无法满足机加要求，同时对制壳提出非常高的要求，狭窄的通道有一小处漏钢即前功尽弃。(2)整体陶芯，此类陶芯国外有尝试做成整体环的，但是最多也不超过5％的比例，原因很多，主要就是模具的费用；由于模具复杂及整体焙烧匣钵所占用的空间极其大，使其模具费用在国外高达12万英镑，且陶芯制造成本上升到原来的7-10倍左右。所以在近15年，整体陶芯的方案基本上消失，原因就是成本太高了。目前国内在制作大型环形狭窄通道铸件方面缺少足够的经验，仍为研制阶段，往往采用板筋和叶片钎焊的工艺方法，且叶片数量多，生产成本高，周期长，同时由于通道圆度不够造成后期焊接困难。对于薄壁环形件来说，圆度误差太大即宣告了铸件机加报废。同时研制一件需较长的生产周期，过多的人工抛磨，如果铸件批产，目前的工艺方法难以满足生产需求。同时，如此大尺寸的整体陶芯制作仍存在困难，无论是模具、陶芯烧制等方面均存在技术问题，无法保证陶芯的形状尺寸。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术的目的在于提供一种大尺寸薄壁环形窄通道铸件的整体陶芯制作方法，该方法解决了整体陶芯难于制作的问题。该方法是采用陶芯粘接胶将分段陶芯在工装上进行粘接拼接而成形。一方面拼接成的整体陶芯的圆度尺寸有保障，通道圆度好，从而保证了内外环的机加，提高了铸件的加工成功率；另一方面拼接陶芯避免了采用整体陶芯加工方案带来的昂贵生产成本问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种大尺寸薄壁环形窄通道铸件的陶芯制作方法，其特征在于：是指先将陶芯分段制作，然后采用粘接胶在拼接工装上对各分段陶芯进行拼接，形成为整体陶芯的过程；其中，所述陶芯是按设计尺寸均分为段制作的；各分段陶芯的拼接处为阶梯型断面；所述拼接工装包括：底盘、支撑腿、陶芯定位杆、固定螺栓、分度定位环、分度定位销；所述陶芯定位杆是对每一分段陶芯在工装上定位，所述分度定位环上通过固定螺栓固定陶芯，所述分段陶芯随分度定位环旋转拼接；分度定位销用于在分度定位环的位置确定后，固定分度定位环。进一步讲，所述陶芯为硅基陶瓷型芯。进一步讲，对各分段陶芯在拼接前要在检测工装上进行圆度检测，所述检测工装包括平台、测头、扇形滑块、固定螺栓；所述扇形滑块的滑动轨迹圆心与测头的圆心一致，且与分段陶芯的理论弧线一致，通过扇形滑块的滑动是否顺利通过陶芯来检测陶芯是否合格，如果碰到则不合格。本专利技术利用分段陶芯的圆心和工装测头圆心的重合来检测陶芯的弧度是否符合尺寸设计要求，圆心重合为合格。工装结构特点为其基准面设置在陶芯的一个平面上，制作一个与陶芯理论弧度相同的扇形滑块，另包括定位陶芯的固定螺栓；滑块滑动轨迹的圆心与陶芯定位后的圆心一致，可以检测扇形分段陶芯的弧度是否满足设计要求，此检测工装设计简单。进一步讲，分段陶芯拼接的方法是先将一个分段陶芯固定在工装上，将另一个分段陶芯的端面涂抹上粘接胶，然后与先固定在工装上的一个分段陶芯粘接，以这样的步骤直到拼接完最后一个分段陶芯。进一步讲，拼接时，陶芯的内壁紧贴在分度定位环上，分度定位环的直径为铸件通道放缩后的直径。紧贴定位环可以保证拼接后的陶芯的圆度和直径尺寸。用固定螺栓固定一段陶芯后，拔下分度定位销，旋转分度定位环，旋转至下一段陶芯拼接位置，插上分度定位销。拼接陶芯后用固定螺栓固定已拼接完的陶芯，防止陶芯移动，破坏胶的粘接性。铸件通道的叶片分度由分段陶芯保证，粘接处两侧的叶片分度由拼装保证。有多少分段陶芯，拼装就要设计多少分度定位孔来插拔分度定位销。工装所有配合尺寸公差控制在0.02mm以内。进一步讲，将粘接完的分段陶芯连同工装，放置在干燥环境中24h以上干燥。待分段陶芯粘接胶干燥硬化后，将整体陶芯从工装上取下，检查陶芯粘接牢固性，然后用600#砂纸将粘接处多余的已凝固的胶磨去，直到磨成和陶芯一样的型面；然后再用1000#砂纸对粘接胶处光滑磨平，保证铸件通道的粗糙度。本专利技术有益效果是利用了铸件的蜡模拼接手段，使用在大尺寸陶芯上，使此类铸件具有较好的圆度，更低的粗糙度，满足设计者的使用需求，同时降低生产成本，提高铸件合格率。为将来研制大型整体窄通道的铸件积累技术经验。本工艺可以缩短铸件生产周期，提高铸件合格率，降低生产成本，满足设计要求。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为实施例1的铸件图；图2为实施例1分段陶芯图；图3-1为实施例1的分段陶芯的检测工装立体图；图3-2为实施例1的分段陶芯的检测工装纵剖面图；图4为实施例1陶芯拼接工装；图5为实施例1的整体陶芯的结构图；图6为实施例2铸件图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。由于此类铸件的通道狭窄，往往只在3mm～5mm之间，陶芯尺寸薄，拼成整体后直径大，铸件机加后要求的壁厚薄，要求拼成的整体陶芯圆度必须满足机加，所以分段陶芯的设计原则是，参照铸件直径，对整体陶芯合理分段，分段陶芯的长度要利于陶芯的制作，不易变形，陶芯拼接处的结构应设计成阶梯型，增加粘接胶与陶芯的接触面积；陶芯采用硅基陶瓷型芯，经高温烧结、强化后可直接在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大尺寸薄壁环形窄通道铸件的陶芯制作方法，其特征在于：是指先将陶芯分段制作，然后采用粘接胶在拼接工装上对各分段陶芯进行拼接，形成为整体陶芯的过程；其中，所述陶芯是按设计尺寸均分为段制作的；各分段陶芯的拼接处为阶梯型断面；所述拼接工装包括：底盘、支撑腿、陶芯定位杆、固定螺栓、分度定位环、分度定位销；所述陶芯定位杆是对每一分段陶芯在工装上定位，所述分度定位环上通过固定螺栓固定陶芯，所述分段陶芯随分度定位环旋转拼接；分度定位销用于在分度定位环的位置确定后，固定分度定位环。

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸薄壁环形窄通道铸件的陶芯制作方法，其特征在于：
是指先将陶芯分段制作，然后采用粘接胶在拼接工装上对各分段陶芯进
行拼接，形成为整体陶芯的过程；其中，
所述陶芯是按设计尺寸均分为段制作的；
各分段陶芯的拼接处为阶梯型断面；
所述拼接工装包括：底盘、支撑腿、陶芯定位杆、固定螺栓、分度
定位环、分度定位销；所述陶芯定位杆是对每一分段陶芯在工装上定位，
所述分度定位环上通过固定螺栓固定陶芯，所述分段陶芯随分度定位环
旋转拼接；分度定位销用于在分度定位环的位置确定后，固定分度定位
环。
2.根据权利要求1所述的大尺寸薄壁环形窄通道铸件的陶芯制作方
法，其特征在于：所述陶芯为硅基陶瓷型芯。
3.根据权利要求1所述的大尺寸薄壁环形窄通道铸件的陶芯制作方
法，其特征在于：对各分段陶芯在拼接前要在检测工装上进行圆度检测，
所述检测工装包括平台、测头、扇形滑块、固定螺栓；
所述扇形滑块的滑动轨迹圆心与测头的圆心一致，且与分段陶芯的
理论弧线一致，通过扇形滑块的滑动是否顺利通过陶芯来检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴亚夫，李维，刘浩然，陈兴福，孔胜国，吴剑涛，李俊涛，
申请(专利权)人：北京钢研高纳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11