【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铸造工艺，涉及一种水平布局复杂管路铝合金导流板铸造成型工艺。
技术介绍
1、导流板为内部存在水平布局复杂管路的铝合金件，随着航空航天技术的发展，对导流板提出了更高要求，要求零件质量轻、整体结构性好。
2、在实际的工作中发现，因导流板成型件主体均为管路，且管路截面积小，采用传统预埋预制的尿素芯或石膏芯方式成型型腔，一方面成本过高，另一方面造成铸造后管路不通；铸件管路清理困难，需开工艺孔，从而导致产品结构整体性差，严重影响壳体结构强度，且外观粗糙，后期人工清理工作和工件表面精加工工作量很大，劳动成本高；
3、采用焊接方式进行加工导流板时，焊接成本高，焊接质量不易控制。并且当管道壁很薄时，力学性能难以保证等。
4、因此这两种传统的加工工艺均不能有效满足当前对高质量异型管路件用铝合金铸造加工的需要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种水平布局复杂管路铝合金导流板铸造成型工艺。
2、为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现：
3、一种水平布局复杂管路铝合金导流板铸造成型工艺，包括以下步骤：
4、步骤一，制备蜡模；根据导流板设备图纸和生产工艺要求，将导流板以其上的流道板管腔下表面为基准分割为导流板本体和模盖；之后通过3d打印设备将石蜡分别打印加工导流板本体蜡模和模盖蜡模；
5、步骤二，布置浇铸系统；在导流板本体蜡模表面均匀布置竖浇道，竖浇道的下端面与水道壁平齐，并
6、步骤三，制备石膏模；将步骤二中的导流板本体蜡模与浇铸系统一同倒置嵌入到金属砂箱中并定位；并在导流板本体蜡模水道的进口和出口的导流道中内置若干拉丝，拉丝两端与流道进口、出口对应的导流板本体蜡模连接，然后将石膏浆液一方面浇注到金属砂箱内，对导流板本体蜡模表面及浇铸系统进行整体包覆，直至石膏浆液与流道板管腔下表面平齐，另一方面以石膏浆液完全填充导流道，然后在10℃-35℃的环境温度条件下，使金属砂箱内的石膏浆液自然凝固；
7、将模盖蜡模对应覆盖于导流板本体蜡模上并对其进行热熔化处理，使模盖蜡模与导流板本体蜡模无缝拼接；
8、然后将石膏浆液凝固后的金属砂箱转移至真空灌浆罐中，并将真空灌浆罐内气压下降至－ 0.06mpa以下，然后在1—3分钟内匀速完成石膏浆液在金属砂箱中灌浆浇铸作业，并使灌浆浇铸作业完成后的石膏浆液高出蜡模30mm—50mm，并在完成灌浆作业并保压1—3分钟后，在10—15分钟内对真空灌浆罐进行调压作业，并在真空灌浆罐气压与外界气压相同后，将 真空灌浆罐打开，并将完成灌浆作业的金属砂箱取出并静置20—40分钟，形成稳定石膏型结构；
9、步骤四，型壳焙烧；将第三步制备得到的成品金属砂箱转运至焙烧炉内，通过焙烧将金属砂箱内的导流板蜡模和模盖蜡模熔融并从毛坯石膏模中排出并获得成品石膏模；
10、步骤五，浇铸成型；将步骤四得到的型壳砂箱转移到真空浇铸装置的真空浇铸腔内，然后将真空浇铸腔内气压下降至－0.06mpa以下并保压，然后将高温液态铝合金在5—10分钟内匀速浇铸到步骤四作业得到的型壳砂箱中，然后在0.5—2分钟内使真空浇铸腔内气压上升至0.4mpa-0.6mpa，并保压8—30分钟，然后将浇铸后的型壳砂箱转移到真空浇铸腔外，并静置自然冷却到常温，且自然冷却时的静置时间不小于6小时；
11、步骤六，石膏模清理；将经过步骤五加工后的金属砂箱拆除并清理冒口，然后将包覆在铝合金导流板壳体表面的石膏层进行清理，抽出水道预置的铁丝，然后以压力为600kpa、频率为28khz的超声波水对铝合金导流板壳体水道内的石膏芯进行清理，即可获得成品铝合金导流板工件。
12、优选的，在步骤一中，3d打印设备打印方式为逐层打印，在打印加工过程中，相邻两层石蜡层打印加工的起始位置相同，填充底层厚度为1mm，每层石蜡打印层厚度为0.1mm，打印速度60mm/s，喷嘴孔径采用0.4mm。
13、优选的，步骤二中，石膏浇铸导流管包括管体、手柄及切断刃，所述的管体为横截面呈等腰梯形的空心管状结构，其上端面直径为末端面直径的1.1—3倍，所述的手柄至少两个，环绕管体轴线均布在管体侧壁上端位置，所述的切断刃嵌于管体下端面，其两端分别与管体内侧壁连接，并与管体轴线垂直且相交，所述的管体侧壁下端位置均布若干导流口，所述的导流口环绕管体轴线均布，并与管体轴线垂直分布。
14、优选的，步骤四中进行型壳焙烧时，步骤二制备得到的石膏模在摆放到焙烧炉内时，各金属砂箱浇冒口朝下，且相邻金属砂箱间的行距大于100mm、二层装炉时浇冒口位置一定对准下一层的空当部位。
15、优选的，步骤五浇铸成型时，金属砂箱处于惰性气体保护环境中进行，环境空气中氧气含量低于5%。
16、优选的，步骤四中，焙烧过程中，使焙烧炉以10℃—50℃/h的速度对焙烧炉进行升温，并在焙烧炉温度达到140℃—170℃时，焙烧炉保温5—8小时，然后以10℃—50℃/h的速度对焙烧炉进行升温，并分别在焙烧炉温度上升至350℃—400℃、500℃——550℃时各保温6—8小时，焙烧炉温度上升至600℃时保温0—3小时，焙烧炉温度上升至690℃—730℃时保温时间8小时—12小时，然后对焙烧炉进行降温至200℃—300℃后保温8—10小时期间即可获得成品型壳，其中降温时的温度下降速度每小时为20℃—50℃。
17、优选的，步骤五中，在浇铸作业过程中，若连续浇铸时间超过4小时，再将剩余的铝合金重新进行熔炼，然后再进行浇铸作业。
18、本专利技术的有效效果为：
19、1、加工工艺相对简单，加工精度高，尤其适应于水平布局复杂管路铝合金铸件的加工；一方面可提高铝合金内冷导流板铸造加工的工作效率和精度，并可根据使用需要，灵活调整铝合金内冷导流板内水道结构及分布位置，从而极大地提高铝合金内冷导流板产品铸造加工的灵活性和可靠性，另一方面可有效地提高铸件表面质量和精度，在有效提高铸件脱模工作效率的同时，另有效地降低铸件表面清理及后续精加工的工作量及劳动强度，从而达到提高铝合金内冷导流板铸造加工灵活性、可靠性和产品质量的同时，有效地降低加工成本。
20、2、加工零件尺寸精度高，表面平整，不受形状的限制，内部结构一体成型，多余粉末材料去除方便，复杂管路结构强度、铸件壁厚有保障。
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1.一种水平布局复杂管路铝合金导流板铸造成型工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的水平布局复杂管路铝合金导流板铸造成型工艺，其特征在于：在步骤一中，3D打印设备打印方式为逐层打印，在打印加工过程中，相邻两层石蜡层打印加工的起始位置相同，填充底层厚度为1mm，每层石蜡打印层厚度为0.1mm，打印速度60mm/S，喷嘴孔径采用0.4mm。
3.根据权利要求1所述的水平布局复杂管路铝合金导流板铸造成型工艺，其特征在于：步骤二中，石膏浇铸导流管包括管体、手柄及切断刃，所述的管体为横截面呈等腰梯形的空心管状结构，其上端面直径为末端面直径的1.1—3倍，所述的手柄至少两个，环绕管体轴线均布在管体侧壁上端位置，所述的切断刃嵌于管体下端面，其两端分别与管体内侧壁连接，并与管体轴线垂直且相交，所述的管体侧壁下端位置均布若干导流口，所述的导流口环绕管体轴线均布，并与管体轴线垂直分布。
4.根据权利要求1所述的水平布局复杂管路铝合金导流板铸造成型工艺，其特征在于：步骤四中进行型壳焙烧时，步骤二制备得到的石膏模在摆放到焙烧炉内时，各金属砂箱浇冒口朝
5.根据权利要求1所述的水平布局复杂管路铝合金导流板铸造成型工艺，其特征在于：步骤五浇铸成型时，金属砂箱处于惰性气体保护环境中进行，环境空气中氧气含量低于5%。
6.根据权利要求1所述的水平布局复杂管路铝合金导流板铸造成型工艺，其特征在于：步骤四中，焙烧过程中，使焙烧炉以10℃—50℃/h的速度对焙烧炉进行升温，并在焙烧炉温度达到140℃—170℃时，焙烧炉保温5—8小时，然后以10℃—50℃/h的速度对焙烧炉进行升温，并分别在焙烧炉温度上升至350℃—400℃、500℃——550℃时各保温6—8小时，焙烧炉温度上升至600℃时保温0—3小时，焙烧炉温度上升至690℃—730℃时保温时间8小时—12小时，然后对焙烧炉进行降温至200℃—300℃后保温8—10小时期间即可获得成品型壳，其中降温时的温度下降速度每小时为20℃—50℃。
7.根据权利要求1所述的水平布局复杂管路铝合金导流板铸造成型工艺，其特征在于：步骤五中，在浇铸作业过程中，若连续浇铸时间超过4小时，再将剩余的铝合金重新进行熔炼，然后再进行浇铸作业。
...【技术特征摘要】
1.一种水平布局复杂管路铝合金导流板铸造成型工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的水平布局复杂管路铝合金导流板铸造成型工艺，其特征在于：在步骤一中，3d打印设备打印方式为逐层打印，在打印加工过程中，相邻两层石蜡层打印加工的起始位置相同，填充底层厚度为1mm，每层石蜡打印层厚度为0.1mm，打印速度60mm/s，喷嘴孔径采用0.4mm。
3.根据权利要求1所述的水平布局复杂管路铝合金导流板铸造成型工艺，其特征在于：步骤二中，石膏浇铸导流管包括管体、手柄及切断刃，所述的管体为横截面呈等腰梯形的空心管状结构，其上端面直径为末端面直径的1.1—3倍，所述的手柄至少两个，环绕管体轴线均布在管体侧壁上端位置，所述的切断刃嵌于管体下端面，其两端分别与管体内侧壁连接，并与管体轴线垂直且相交，所述的管体侧壁下端位置均布若干导流口，所述的导流口环绕管体轴线均布，并与管体轴线垂直分布。
4.根据权利要求1所述的水平布局复杂管路铝合金导流板铸造成型工艺，其特征在于：步骤四中进行型壳焙烧时，步骤二制备得到的石膏模在摆放到焙烧炉内时，各金属砂箱浇冒口朝下，且相邻金属砂箱间的行距大...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄宇凡，
申请(专利权)人：北京三未科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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