一种带有免堵排气塞的铸件的制备工艺的制作方法

1.本发明涉及航空精密铸造技术领域，尤其涉及一种带有免堵排气塞的铸件的制备工艺。


背景技术：

2.高温合金熔模精密铸件在航空领域有着广泛的应用，该系列铸件一般壁厚较薄，结构复杂，在精密铸造过程中常常在组树时设计圆锥型排气塞，以保证在脱蜡阶段蜡能够快速流出，减少模壳开裂，同时排气塞也能保证模壳在预焙烧过程中能够充分燃烧；圆锥形排气塞在脱蜡时需要用打磨工具打磨开口，预焙烧后需要工人用耐火材料堵上，防止异物调入型腔造成夹渣，或者导致浇注时钢水溢出。这些操作在实际执行过程中给工人劳动带来不便，同时也会带来质量风险。


技术实现要素：

3.本发明的目的是在于克服、补充现有技术中存在的不足，提供一种带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，简化工人操作，同时可以实现脱蜡时辅助模壳型腔蜡液快速流出，焙烧后不需用耐火泥堵住的排气塞。
4.本发明采用的技术方案是：一种带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其中：包括以下步骤：s1.设计排气塞的结构，排气塞包括第一排气段、过渡段和第二排气段，所述过渡段一端连接第一排气段，所述过渡段另一端连接第二排气段，所述第二排气段远离过渡段的一端设置排气口；s2.设计排气塞蜡膜模具，将设计好的模具中注蜡得到排气塞蜡膜；s3.设计铸造模组，铸造模组包括机匣和设置在机匣上端的横浇道，横浇道上端两侧均设置排气塞蜡膜；s4.将铸造模组浸入面层浆料中，浸浆后并覆一层氧化锆砂，之后干燥得到模组一；s5.将步骤s4制备的模组一浸入背层浆料中，浸浆后并覆一层莫来砂，然后干燥得到模组二；s6.重复步骤s5至少五次，得到模组三，并将模组三的排气口敲除，得到模组四；s7.将模组四焙烧，之后用压缩空气清理模组四的模壳，并预热至1000-1150℃后浇注，得到铸件。
5.优选的是，所述的带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其中：步骤s1中排气口的直径为6mm，所述排气塞的结构为l型，所述第一排气段的长度大于第二排气段的长度，所述第一排气段远离过渡段的一端设置加固筋。
6.优选的是，所述的带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其中：步骤s2中注蜡的压力为15-25bar，蜡温为51-61℃，注射时间为15-25s，保压时间为5-15s，注射流量为75-85cc/
s。
7.优选的是，所述的带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其中：步骤s2中排气塞蜡膜模具包括下模、上模、压蜡通道和排气塞腔，所述下模内平行设置两组排气塞组件，两组排气塞组件之间设置压蜡通道，每组排气塞组件均包括多个间隔设置的排气塞腔，每个排气塞腔靠近下模侧边的一端均倾斜设置排气通道，所述下模上端设置上模。
8.优选的是，所述的带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其中：步骤s4中面层浆料包括硅溶胶和氧化锆粉，所述硅溶胶和氧化锆粉的重量比为(2 ～ 2.5):(10 ～10.5)，所述面层浆料的粘度为45 ～55 s。
9.优选的是，所述的带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其中：步骤s5中背层浆料包括硅溶胶和莫来粉，质量比为1:（2～2.5），背层浆料的粘度为15～20 s。
10.优选的是，所述的带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其中：步骤s4中干燥时间为4-6h，干燥温度为20-26℃；步骤s5中干燥时间为8-12h，干燥温度为20-26℃。
11.优选的是，所述的带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其中：步骤s7中焙烧温度900-1000℃，焙烧时间为1-3h。
12.本发明的优点：（1）本发明的带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，简化了传统模壳排气塞成型的方案，同时免去了焙烧后用耐火材料堵住排气塞的过程，提升了工作效率，也消除了质量风险。
附图说明
13.图1为本发明排气塞的结构示意图。
14.图2为本发明排气塞蜡膜模具的结构示意图。
15.图3为本发明铸造模组的结构示意图。
16.图4为本发明模组四的结构示意图。
具体实施方式
17.下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
18.实施例1一种带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其中：包括以下步骤：s1.设计排气塞的结构，如图1，排气塞包括第一排气段3、过渡段5和第二排气段2，所述过渡段5一端连接第一排气段3，所述过渡段5另一端连接第二排气段2，所述第二排气段2远离过渡段5的一端设置排气口1，排气口1的直径为6mm，所述排气塞的结构为l型，所述第一排气段3的长度大于第二排气段2的长度，所述第一排气段3远离过渡5的一端设置加固筋4；s2.设计排气塞蜡膜模具，将设计好的模具中注蜡得到排气塞蜡膜6，注蜡的压力为15bar，蜡温为51℃，注射时间为15s，保压时间为5s，注射流量为75cc/s；如图2排气塞蜡膜模具包括下模9、上模10、压蜡通道11和排气塞腔12，所述下模9内平行设置两组排气塞组件，两组排气塞组件之间设置压蜡通道11，每组排气塞组件均包括多个间隔设置的排气塞腔12，每个排气塞腔12靠近下模9侧边的一端均倾斜设置排气通
道13，所述下模9上端设置上模10；s3.设计铸造模组，如图3，铸造模组包括机匣7和设置在机匣7上端的横浇道8，横浇道8包括两个，两个横浇道8垂直设置，两个横浇道8垂直位置的横浇道8顶端设置浇口杯14，将排气塞蜡膜粘结在横浇道8两端的上端得到铸造模组；s4.将铸造模组浸入面层浆料中，浸浆后并覆一层氧化锆砂，之后干燥得到模组一，面层浆料包括硅溶胶和氧化锆粉，所述硅溶胶和氧化锆粉的重量比为2:10，所述面层浆料的粘度为45 s，干燥时间为4h，干燥温度为20℃；s5.将步骤s4制备的模组一浸入背层浆料中，浸浆后并覆一层莫来砂，然后干燥得到模组二，背层浆料包括硅溶胶和莫来粉，质量比为1:2，背层浆料的粘度为15 s，干燥时间为8h，干燥温度为20℃；s6.重复步骤s5至少五次，得到模组三，并将模组三的排气口1敲除，得到模组四，模组四结构如图4所示；s7.将模组四焙烧，焙烧温度900℃，焙烧时间为3h，之后用压缩空气直接清理模组四的模壳，并预热至1000℃后将金属液加入模壳浇注，得到铸件。
19.实施例2一种带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其中：包括以下步骤：s1.设计排气塞的结构，如图1，排气塞包括第一排气段3、过渡段5和第二排气段2，所述过渡段5一端连接第一排气段3，所述过渡段5另一端连接第二排气段2，所述第二排气段2远离过渡段5的一端设置排气口1，排气口1的直径为6mm，所述排气塞的结构为l型，所述第一排气段3的长度大于第二排气段2的长度，所述第一排气段3远离过渡5的一端设置加固筋4；s2.设计排气塞蜡膜模具，将设计好的模具中注蜡得到排气塞蜡膜6，注蜡的压力为20bar，蜡温为56℃，注射时间为20s，保压时间为10s，注射流量为80cc/s；如图2排气塞蜡膜模具包括下模9、上模10、压蜡通道11和排气塞腔12，所述下模9内平行设置两组排气塞组件，两组排气塞组件之间设置压蜡通道11，每组排气塞组件均包括多个间隔设置的排气塞腔12，每个排气塞腔12靠近下模9侧边的一端均倾斜设置排气通道14，所述下模9上端设置上模10；s3.设计铸造模组，如图3，铸造模组包括机匣7和设置在机匣7上端的横浇道8，横浇道8包括两个，两个横浇道8垂直设置，两个横浇道8垂直位置的横浇道8顶端设置浇口杯13，将排气塞蜡膜粘结在横浇道8两端的上端得到铸造模组；s4.将铸造模组浸入面层浆料中，浸浆后并覆一层氧化锆砂，之后干燥得到模组一，面层浆料包括硅溶胶和氧化锆粉，所述硅溶胶和氧化锆粉的重量比为2.2:10.2，所述面层浆料的粘度为50s，干燥时间为5h，干燥温度为22℃；s5.将步骤s4制备的模组一浸入背层浆料中，浸浆后并覆一层莫来砂，然后干燥得到模组二，背层浆料包括硅溶胶和莫来粉，质量比为1:（2～2.5），背层浆料的粘度为18 s，干燥时间为10h，干燥温度为22℃；s6.重复步骤s5至少五次，得到模组三，并将模组三的排气口1敲除，得到模组四，模组四结构如图4所示；s7.将模组四焙烧，焙烧温度960℃，焙烧时间为2h，之后用压缩空气直接清理模组
四的模壳，并预热至1100℃后将金属液加入模壳浇注，得到铸件。
20.实施例3一种带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其中：包括以下步骤：s1.设计排气塞的结构，如图1，排气塞包括第一排气段3、过渡段5和第二排气段2，所述过渡段5一端连接第一排气段3，所述过渡段5另一端连接第二排气段2，所述第二排气段2远离过渡段5的一端设置排气口1，排气口1的直径为6mm，所述排气塞的结构为l型，所述第一排气段3的长度大于第二排气段2的长度，所述第一排气段3远离过渡5的一端设置加固筋4；s2.设计排气塞蜡膜模具，将设计好的模具中注蜡得到排气塞蜡膜6，注蜡的压力为25bar，蜡温为61℃，注射时间为25s，保压时间为15s，注射流量为85cc/s；如图2排气塞蜡膜模具包括下模9、上模10、压蜡通道11和排气塞腔12，所述下模9内平行设置两组排气塞组件，两组排气塞组件之间设置压蜡通道11，每组排气塞组件均包括多个间隔设置的排气塞腔12，每个排气塞腔12靠近下模9侧边的一端均倾斜设置排气通道13，所述下模9上端设置上模10；s3.设计铸造模组，如图3，铸造模组包括机匣7和设置在机匣7上端的横浇道8，横浇道8包括两个，两个横浇道8垂直设置，两个横浇道8垂直位置的横浇道8顶端设置浇口杯14，将排气塞蜡膜粘结在横浇道8两端的上端得到铸造模组；s4.将铸造模组浸入面层浆料中，浸浆后并覆一层氧化锆砂，之后干燥得到模组一，面层浆料包括硅溶胶和氧化锆粉，所述硅溶胶和氧化锆粉的重量比为2.5:10.5，所述面层浆料的粘度为55 s，干燥时间为6h，干燥温度为26℃；s5.将步骤s4制备的模组一浸入背层浆料中，浸浆后并覆一层莫来砂，然后干燥得到模组二，背层浆料包括硅溶胶和莫来粉，质量比为1:2.5，背层浆料的粘度为20 s，干燥时间为12h，干燥温度为26℃；s6.重复步骤s5至少五次，得到模组三，并将模组三的排气口1敲除，得到模组四，模组四结构如图4所示；s7.将模组四焙烧，焙烧温度1000℃，焙烧时间为1h，之后用压缩空气直接清理模组四的模壳，并预热至1150℃后将金属液加入模壳浇注，得到铸件。
21.实施例1-3得到的铸件排气塞敲开的排气口位于第二排气段2的下端，异物不会落入，不需要用耐火材料将敲开的排气口堵上。
22.本发明的带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，简化了传统模壳排气塞成型的方案，同时免去了焙烧后用耐火材料堵住排气塞的过程，提升了工作效率，也消除了质量风险。
23.最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：s1.设计排气塞的结构，排气塞包括第一排气段（3）、过渡段（5）和第二排气段（2），所述过渡段（5）一端连接第一排气段（3），所述过渡段（5）另一端连接第二排气段（2），所述第二排气段（2）远离过渡段（5）的一端设置排气口（1）；s2.设计排气塞蜡膜模具，将设计好的模具中注蜡得到排气塞蜡膜（6）；s3.设计铸造模组，铸造模组包括机匣（7）和设置在机匣（7）上端的横浇道（8），横浇道（8）上端两侧均设置排气塞蜡膜（6）；s4.将铸造模组浸入面层浆料中，浸浆后并覆一层氧化锆砂，之后干燥得到模组一；s5.将步骤s4制备的模组一浸入背层浆料中，浸浆后并覆一层莫来砂，然后干燥得到模组二；s6.重复步骤s5至少五次，得到模组三，并将模组三的排气口（1）敲除，得到模组四；s7.将模组四焙烧，之后用压缩空气清理模组四的模壳，并预热至1000-1150℃后浇注，得到铸件。2.根据权利要求1所述的带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其特征在于：步骤s1中排气口（1）的直径为6mm，所述排气塞的结构为l型，所述第一排气段（3）的长度大于第二排气段（2）的长度，所述第一排气段（3）远离过渡段（5）的一端设置加固筋（4）。3.根据权利要求1所述的带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其特征在于：步骤s2中注蜡的压力为15-25bar，蜡温为51-61℃，注射时间为15-25s，保压时间为5-15s，注射流量为75-85cc/s。4.根据权利要求1所述的带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其特征在于：步骤s2中排气塞蜡膜模具包括下模（9）、上模（10）、压蜡通道（11）和排气塞腔（12），所述下模（9）内平行设置两组排气塞组件，两组排气塞组件之间设置压蜡通道（11），每组排气塞组件均包括多个间隔设置的排气塞腔（12），每个排气塞腔（12）靠近下模（9）侧边的一端均倾斜设置排气通道（13），所述下模（9）上端设置上模（10）。5.根据权利要求1所述的带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其特征在于：步骤s4中面层浆料包括硅溶胶和氧化锆粉，所述硅溶胶和氧化锆粉的重量比为(2 ～ 2.5):(10 ～10.5)，所述面层浆料的粘度为45 ～55 s。6.根据权利要求1所述的带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其特征在于：步骤s5中背层浆料包括硅溶胶和莫来粉，质量比为1:（2～2.5），背层浆料的粘度为15～20 s。7.根据权利要求1所述的带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其特征在于：步骤s4中干燥时间为4-6h，干燥温度为20-26℃；步骤s5中干燥时间为8-12h，干燥温度为20-26℃。8.根据权利要求1所述的带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，其特征在于：步骤s7中焙烧温度900-1000℃，焙烧时间为1-3h。

技术总结
本发明提供一种带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，包括以下步骤：S1.设计排气塞的结构；S2.设计排气塞蜡膜模具，将设计好的模具中注蜡得到排气塞蜡膜；S3.设计铸造模组；S4.精密铸造模组浸入面层浆料中，浸浆后并覆一层氧化锆砂，之后干燥得到模组一；S5.将模组一浸入背层浆料中，浸浆后并覆一层莫来砂，然后干燥得到模组二；S6.重复步骤S5至少五次，得到模组三，并将模组三的排气口敲除，得到模组四；S7.将模组四焙烧，之后用压缩空气清理模组四的模壳，并预热至1000-1150℃后浇注，得到铸件。本发明的带有免堵排气塞的铸件的制备工艺，简化了传统模壳排气塞成型的方案，同时免去了焙烧后用耐火材料堵住排气塞的过程，提升了工作效率，也消除了质量风险。也消除了质量风险。也消除了质量风险。


技术研发人员：安庆贺 彭雪峰
受保护的技术使用者：鹰普航空科技有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/9/23