带有镶嵌结构的铝合金熔模精密铸件的蜡模制作方法技术

本发明专利技术属于熔模精密铸件制造技术领域，涉及一种带有镶嵌结构的铝合金熔模精密铸件的蜡模制作方法，包括：1)制作包裹镶嵌结构的模具；2)向模具中灌注石膏直至镶嵌结构全部被石膏包裹；3)待石膏自然硬化后，取模；4)清理镶嵌结构芯头位置，保证芯头全部裸露；5)将石膏包裹的镶嵌结构低温硬化；6)将硬化后的石膏包裹的镶嵌结构放入产品蜡模模具中；7)在压蜡机上进行蜡模制作。采用石膏包裹镶嵌结构，降低了不锈钢镶嵌结构在制壳过程形成氧化渣的数量，提高了产品的综合成品率，解决了由于镶嵌结构复杂，蜡模无法制作的问题；可同时将多个镶嵌结构连成一个整体，大大降低了产品蜡模模具结构的复杂程度，提高产品蜡模的尺寸精度。

Wax pattern making method of aluminum alloy investment casting with inlaid structure

【技术实现步骤摘要】
带有镶嵌结构的铝合金熔模精密铸件的蜡模制作方法
本专利技术属于熔模精密铸件制造
，涉及一种带有镶嵌结构的铝合金熔模精密铸件的蜡模制作方法。
技术介绍
随着我国航空航天等军工领域的迅速发展，铸件减重要求越来越苛刻，因此铝合金铸件得到了广泛的应用。为了更好地达到铸件结构减重的目的，铸件结构设计越来越集成化，复杂化，铸件的制作工艺难度及生产成本大幅提升。因此，在保证铸件性能的前提下，为平衡生产成本与合格率及生产周期的关系，设计人员设计了许多含有复杂不锈钢镶嵌结构的熔模精密铝合金铸件，即采用性能更优异的不锈钢材质通过机加等更合适的方法成型复杂结构，然后再通过精密铸造的方法，将复杂结构与铝合金铸件基体进行连接。采用熔模精密铸造方法生产该类铸件时，首先需要将复杂镶嵌结构固定在模具中，仅留出需要镶嵌在蜡模中的芯头部分。由于镶嵌结构复杂，需要将模具分成许多活块，不但模具成本极高，制作周期长，镶嵌结构的定位精度更是难以保证，甚至由于镶嵌结构过于复杂，蜡模制作后镶嵌处的模具活块根本无法取出，导致蜡模无法制作成功。另一方面，对于不锈钢材质的镶嵌结构，在熔模精密铸造模壳生产过程中，由于涂挂、脱蜡及模壳焙烧，不锈钢材质的表面很容易形成氧化渣，从而导致浇注过程中铸件出现夹渣缺陷降低成品率甚至导致铸件报废，严重影响铸件的交付周期。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种带有镶嵌结构的铝合金熔模精密铸件的蜡模制作方法，具体包括以下步骤：本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：这种带有镶嵌结构的铝合金熔模精密铸件的蜡模制作方法，具体包括以下步骤：1)制作包裹镶嵌结构的模具；2)向模具中灌注石膏直至镶嵌结构全部被石膏包裹；3)待石膏自然硬化后，取模；4)清理镶嵌结构芯头位置，保证芯头全部裸露；5)将石膏包裹的镶嵌结构低温硬化；6)将硬化后的石膏包裹的镶嵌结构放入产品蜡模模具中；7)在压蜡机上进行蜡模制作。进一步，步骤1)制作包裹镶嵌结构的模具，具体步骤如下：根据铸件的结构特点，将模具活块固定在镶嵌结构的芯头位置，镶嵌结构整体裸露在模具型腔中。进一步，步骤4)清理镶嵌结构芯头位置，包括：采用手工清理工具，将石膏包裹的镶嵌结构上的缺陷修整平整。进一步，所述手工清理工具采用刮刀。进一步，所述缺陷包括分型批缝、表面凹陷。进一步，步骤5)将石膏包裹的镶嵌结构低温硬化，具体包括：将石膏包裹的镶嵌结构放在装满石英砂的托盘中，放入加热炉内，随炉升温至60-90℃，保温8-12h。进一步，所述镶嵌结构采用不锈钢材料制成。与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案包括以下有益效果：采用石膏包裹镶嵌结构，降低了不锈钢镶嵌结构在制壳过程形成氧化渣的数量，提高了产品的综合成品率，解决了由于镶嵌结构复杂，蜡模无法制作的问题；可同时将多个镶嵌结构连成一个整体，大大降低了产品蜡模模具结构的复杂程度，提高产品蜡模的尺寸精度，降低产品生产成本，缩短生产周期。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1以某小型航空发动机第一级整流器铝合金铸件为例，其镶嵌结构为35个曲面结构的不锈钢叶片，铸件基体材质为ZL105A，其实施的具体步骤如下：步骤1：设计石膏包裹35个不锈钢叶片的模具，叶片芯头处固定在模具活块中，镶嵌的叶片全部裸漏在模具型腔内；步骤2：在步骤1设计的模具中灌注石膏，待石膏自然硬化后，取模；35个不锈钢叶片被包裹在石膏中；步骤3：采用刮刀等手工清理工具，将步骤2石膏包裹的叶片镶嵌结构上的分型批缝、表面凹陷等缺陷修整平整；步骤4：将步骤3石膏包裹的叶片镶嵌结构放在装满石英砂的托盘中，放入加热炉内，随炉升温至80℃，保温11h；步骤5：将步骤4低温硬化后石膏包裹的叶片镶嵌结构放入产品蜡模模具中，在压蜡机上进行蜡模制作，待蜡模冷却后，取模。对石膏包裹的叶片镶嵌结构进行尺寸检测，35个叶片积叠轴相对铸件基准的位置度小于0.1mm。相对于整体蜡模模具，模具费用节省约6万元，制作周期缩短15天。铸件浇注后经射线检验，没有出现夹渣缺陷，铸件综合成品率高达95％以上。实施例2以某小型航空发动机第一级整流器铝合金铸件为例，其镶嵌结构为21个曲面结构的不锈钢叶片，铸件基体材质为ZL101A，其实施的具体步骤如下：步骤1：设计石膏包裹21个不锈钢叶片的模具，叶片芯头处固定在模具活块中，镶嵌的叶片全部裸漏在模具型腔内；步骤2：在步骤1设计的模具中灌注石膏，待石膏自然硬化后，取模；21个不锈钢叶片被包裹在石膏中；步骤3：采用刮刀等手工清理工具，将步骤2石膏包裹的叶片镶嵌结构上的分型批缝、表面凹陷等缺陷修整平整；步骤4：将步骤3石膏包裹的叶片镶嵌结构放在装满石英砂的托盘中，放入加热炉内，随炉升温至75℃，保温12h；步骤5：将步骤4低温硬化后石膏包裹的叶片镶嵌结构放入产品蜡模模具中，在压蜡机上进行蜡模制作，待蜡模冷却后，取模。对石膏包裹的叶片镶嵌结构进行尺寸检测，21个叶片积叠轴相对铸件基准的位置度小于0.08mm。相对于整体模具，模具费用节省约3万元，制作周期缩短10天。铸件浇注后经射线检验，没有出现夹渣缺陷，铸件综合成品率高达95％以上。实施例3以某航空用供油箱铝合金铸件为例，其镶嵌结构为6根异型不锈钢管，铸件基体材质为ZL104，其实施的具体步骤如下：步骤1：设计石膏包裹6根不锈钢管的模具，钢管芯头处固定在模具活块中，其余镶嵌的钢管全部裸漏在模具型腔内；步骤2：在步骤1设计的模具中灌注石膏，待石膏自然硬化后，取模；6根异型不锈钢管被包裹在石膏中；步骤3：采用刮刀等手工清理工具，将步骤2石膏包裹的钢管镶嵌结构上的分型批缝、表面凹陷等缺陷修整平整；步骤4：将步骤3石膏包裹的钢管镶嵌结构放在装满石英砂的托盘中，放入加热炉内，随炉升温至70℃，保温10h；步骤5：将步骤4低温硬化后石膏包裹的钢管镶嵌结构放入产品蜡模模具中，在压蜡机上进行蜡模制作，待蜡模冷却后，取模。对石膏包裹的钢管镶嵌结构进行尺寸检测，6根钢管相对铸件基准的位置度小于0.06mm。相对于整体模具，模具费用节省约1万元，制作周期缩短10天。铸件浇注后经射线检验，没有出现夹渣缺陷，铸件综合成品率高达95％以上。实施例4以某兵器用铝合金壳体铸件为例，其镶嵌结构为两层各35个曲面结构的不锈钢叶片，铸件基体材质为ZL205A，其实施的具体步骤如下：步骤1：分别设计石膏包裹35个不锈钢叶片的模具，叶片芯头处固定在模具活块中，镶嵌的叶片全部裸漏在模具型腔内；步骤2：分别在步骤1设计的模具中灌注石膏，待石膏自然硬化后，取模；两组35个不锈钢叶片被分别包裹在石膏中；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.带有镶嵌结构的铝合金熔模精密铸件的蜡模制作方法，其特征在于，具体包括以下步骤：/n1)制作包裹镶嵌结构的模具；/n2)向模具中灌注石膏直至镶嵌结构全部被石膏包裹；/n3)待石膏自然硬化后，取模；/n4)清理镶嵌结构芯头位置，保证芯头全部裸露；/n5)将石膏包裹的镶嵌结构低温硬化；/n6)将硬化后的石膏包裹的镶嵌结构放入产品蜡模模具中；/n7)在压蜡机上进行蜡模制作。/n

【技术特征摘要】
1.带有镶嵌结构的铝合金熔模精密铸件的蜡模制作方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)制作包裹镶嵌结构的模具；
2)向模具中灌注石膏直至镶嵌结构全部被石膏包裹；
3)待石膏自然硬化后，取模；
4)清理镶嵌结构芯头位置，保证芯头全部裸露；
5)将石膏包裹的镶嵌结构低温硬化；
6)将硬化后的石膏包裹的镶嵌结构放入产品蜡模模具中；
7)在压蜡机上进行蜡模制作。


2.根据权利要求1所述的蜡模制作方法，其特征在于，步骤1)制作包裹镶嵌结构的模具，具体步骤如下：根据铸件的结构特点，将模具活块固定在镶嵌结构的芯头位置，镶嵌结构整体裸露在模具型腔中。


3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周中波，林琳，黄旗，何益可，薛祥义，
申请(专利权)人：西安西工大超晶科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61