筒状司太立零件精密铸造成型方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及精密铸造技术，具体是一种筒状司太立零件精密铸造成型方法。
【背景技术】
[0002]汽轮机阀芯零部件要求其密封面具有一定的硬度，以保证耐磨性，延长零件使用寿命O
[0003]目前，对于汽轮机阀芯零部件密封面的耐磨层成型主要有两种方式。其一，是采用等离子喷焊工艺在阀芯零部件表面堆焊司太立合金层，以此在汽轮机阀芯零部件的密封面上形成司太立合金的耐磨层，该工艺需要根据阀芯零部件的不同内孔直径，来设计制作高性能的系列内孔等离子喷焊枪，并且其对操作者技术和周围环境要求苛刻，工序复杂，成品率很低，无法实现标准化、规模化成型。其二，是采用离心浇注方法制得整体的司太立内衬套，然后将整体内衬与外套过盈装配后，端面封焊，使其达到密封、耐磨的作用；此技术只有极少数厂家具备生产能力，因而所成型的汽轮机阀芯零部件价格昂贵。
[0004]综上所述，汽轮机阀芯零部件用司太立耐磨层作为筒状司太立零件、尤其是薄壁的筒状司太立零件，目前没有一种合理、有效、经济的方法对其进行单独的标准化成型。
【发明内容】
[0005]本发明的发明目的在于:针对司太立耐磨层在工业设备零件上的存在需求，以及现有成型技术的不足，自主研发一种筒状司太立零件精密铸造成型方法，
本发明所采用的技术方案是，一种筒状司太立零件精密铸造成型方法，包括下列步骤:
0.根据筒状司太立零件的设计形状，以熔模方式制造与之相适配的陶瓷模壳；
2).将陶瓷模壳在温度为900?1200°C的条件下预热、并保温I?5小时，保证陶瓷模壳各部位的温度均匀；将司太立合金铸锭在1400?1500°C的条件下熔化后，浇注进预热好的陶瓷模壳中，凝固成铸件；
3).清理模壳；将筒状铸件在1000?1200°C的条件下保温I?4小时后，淬火处理，然后将筒状铸件在870?980°C的条件下保温3?6小时后空冷。
[0006]进一步的，所述陶瓷模壳成型于陶瓷的浇注系统上；所述浇注系统包括浇口杯和浇道，所述浇口杯与浇道相通，所述浇道上设有至少一个陶瓷模壳，所述陶瓷模壳主要由环状布置的内层模壳和外层模壳组成，内、外层模壳之间形成匹配筒状零件设计形状的环空型腔。
[0007]再进一步的，所述浇道主要由一体的横浇道和内浇道构成，所述横浇道的顶面用于设置浇口杯，所述内浇道的内径一致于环空型腔的内径，内浇道的外径大于环空型腔的外径。
[0008]所述内层模壳为筒状结构，内层模壳和外层模壳以同心圆方式布置成型。
[0009]作为优选方案，所述陶瓷模壳的外壁上以由下而上顺序递增的方式，设有保温性递增的保温层。所述司太立合金熔液为重熔熔液。进一步的，所述司太立合金熔液为司太立6#合金熔液。
[0010]所述淬火处理的冷却介质为水。
[0011]上述陶瓷的浇注系统的成型方法，包括下列步骤:
①.根据筒状司太立零件的设计形状和所要浇注的数量，准备对应的、筒状结构的型腔蜡模，并准备浇口杯蜡模和浇道蜡模；
②.将所准备的浇口杯蜡模和型腔蜡模按上、下顺序对应组合在浇道蜡模上，以此形成錯树；
③.在步骤②的蜡树上以粘浆淋砂的方式制作陶瓷壳，经脱蜡和焙烧成型陶瓷的浇注系统。
[0012]进一步的，所述浇道蜡模上开设有组合型腔蜡模的圆孔，该圆孔的直径匹配于型腔蜡模的外径。
[0013]作为优选方案，在步骤③所成型的陶瓷模壳外壁上以由下而上顺序递增的方式，设有保温性递增的保温层。
[0014]本发明的有益效果是:本发明以熔模铸造技术可靠地实现了筒状司太立零件的标准化成型，成型成本低，成型操作容易，成品率高；本发明所成型的筒状司太立零件的组织均匀，基本无疏松缺陷，能够有效满足工业设备零件的技术要求；本发明可以对筒状司太立零件实现规模、批量化的生产成型，具有非常可观的经济效益和社会效益，可靠实用。
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0016]图1是本发明浇注系统模壳的一种结构剖面图。
[0017]图2是成型图1所示浇注系统的蜡树结构示意图。
[0018]图3是图2的俯视图。
[0019]图中代号含义:1 一浇口杯；2—横浇道；3 —内浇道；4一环空型腔；5—内层模壳；6—外层模壳；7—浇口杯蜡模；8—浇道蜡模；9一型腔蜡模。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
本发明为筒状司太立零件的精密铸造成型方法，其包括下列步骤:
0.根据筒状司太立零件的设计形状，以熔模方式制造与之相适配的陶瓷模壳。
[0021]具体的(参见图1所示)，本发明的陶瓷模壳成型于陶瓷的浇注系统上，该浇注系统包括一个浇口杯1、一个浇道和两个陶瓷环空型腔模壳。
[0022]其中，浇口杯I成型于浇道的顶部，最好处在浇道的顶面中央。浇口杯I与浇道的内空相通。浇道主要由一体的横浇道2和内浇道3构成；内浇道3为两个，它们以圆环状成型于横浇道2的两端处。整个浇道的轮廓大小应当能够确保两个陶瓷模壳的并列布置空间。
[0023]每个陶瓷模壳主要由环状布置的内层模壳5和外层模壳6组成，内层模壳5为筒状结构，内层模壳5和外层模壳6以同心圆方式布置成型，内、外层模壳之间形成匹配筒状零件设计形状的环空型腔4。两个陶瓷模壳分别对应成型在浇道两端的内浇道3处。陶瓷模壳的内层模壳5的顶端延伸至内浇道3处的顶面，外层模壳6的顶端仅延伸至内浇道3处的底面，内浇道3应与对应的陶瓷模壳的环空型腔4相通。基于上述和前述浇注系统结构，每个内浇道3的内径应一致于对应的环空型腔4的内径，内浇道3的外径应大于环空型腔4的外径，这样很好地保证了所成型铸件的同轴度，最大限度地防止铸件的变形。
[0024]参见图2和图3，上述陶瓷浇注系统的成型方法，包括下列步骤:
①.根据筒状司太立零件的设计形状(包括结构及轮廓尺寸等)和所要浇注的产品数量(即本批次所要成型的筒状司太立零件数量，本实施例为两个)，准备对应的、筒状结构的型腔蜡模9，该型腔蜡模9为匹配筒状司太立零件设计形状的筒状结构蜡模，即型腔蜡模9是由压蜡机按照筒状司太立零件的设计形状压制而成；并通过压蜡机压制浇口杯蜡模7和浇道蜡模8，该浇道蜡模8为两端分别呈圆弧状的长条蜡模，在浇道蜡模8的两端处分别开设与端部圆弧状同心的圆孔，前述圆孔用于连接型腔蜡模9 ;前述压蜡机的压制温度通常为60?70°C、压制压力通常为0.8?1.5MPa ；
②.将所准备的浇口杯蜡模7焊接组合在浇道蜡模8的顶面中央，将两个型腔蜡模9的顶端分别对应焊接在浇道蜡模8的两端的圆孔处，使型腔蜡模9与浇道蜡模8上对应的圆孔同心布置；以此形成蜡树；
③.在步骤②的蜡树上以粘浆淋砂的方式制作陶瓷壳，具体的，除去浇口杯蜡模7的顶面(也就是整个蜡树的最高顶面)无需进行粘浆淋砂处理外，整个蜡树的所有表面均进行粘浆淋砂处理，待蜡树上的粘浆淋砂成型后，将前述蜡树经脱蜡和焙烧处理，得具有空腔的陶瓷浇注系统。
[0025]2).将上述结构和方法所成型的浇注系统放置进电阻炉中，在温度为900°C的条件下预热、并保温5小时，以此保证浇注系统各部位的温度均匀。
[0026]在浇注系统预热的过程中，将司太立6#合金的铸锭在温度为1500°C的条件下进行重熔熔化，直至其充分熔化。
[0027]浇注系统预热好后，将其取出电阻炉；再将司太立合金的重熔熔液浇注进浇注系统中，具体的，司太立合金熔液从浇注系统的浇口杯I进入浇道，再由浇道分散进入陶瓷模壳的环空型腔4内，合金熔液由上而下灌满环空型腔4 ;浇注系统中的合金熔液凝固成铸件。
[0028]3).浇注系统中的铸件凝固完毕后，将浇注系统的模壳进行清理去除，并将所成型铸件中的筒状铸件从铸件树上整理切下来，形成筒状司太立铸件单体。
[0029]接着将所成型的各筒状司太立铸件单体进行热处理。具体的，将筒状司太立铸件放置进热处理炉中，在温度为1000°c的条件下，保温3小时后，淬火处理，冷却介质为水，然后将筒状司太立铸件在870°C的条件下保温6小时后空冷，得筒状的司太立零件。
[0030]实施例2
本发明为筒状司太立零件的精密铸造成型方法，其包括下列步骤:
0.根据筒状司太立零件的设计形状，以熔模方式制造与之相适配的陶瓷模壳。
[0031]具体的，本发明的陶瓷模壳成型于陶瓷的浇注系统上，该浇注系统包括一个浇口杯、一个浇道和三个陶瓷环空型腔模壳。
[0032]其中，浇口杯成型于浇道的顶部，最好处在浇道的顶面中央。浇口杯与浇道的内空相通。浇道呈人字状结构，该浇道主要由一体的横浇道和内浇道构成；内浇道为三个，它们以圆环状成型于人字形横浇道的三端处。整个浇道的轮廓大小应当能够确保三个陶瓷模壳的三角布置空间。
[0033]每个陶瓷模壳主要由环状布置的内层模壳和外层模壳组成，内层模壳为筒状结构，内层模壳和外层模壳以同心圆方式布置成型，内、外层模壳之间形成匹配筒状零件设计形状的环空型腔。三个陶瓷模壳分别对应成型在浇道三端的内浇道处。陶瓷模壳的内层模壳的顶端延伸至内浇道处的顶面，外层模壳的顶端仅延伸至内浇道处的底面，内浇道应与对应的陶瓷模壳的环空型腔相通。基于上述和前述浇注系统结构，每个内浇道的内径应一致于对应的环空型腔的内径，内浇道的外径应大于环空型腔的外径，这样很好地保证了所成型铸件的同轴度，最大限度的防止铸件的变形。
[0034]上述陶瓷的浇注系统的成型方法，包括下列步骤:
①.根据筒状司太立零件的设计形状(包括结构及轮廓尺寸等)和所要浇注产品的数量(即本批次所要成型的筒状司太立零件数量，本实施例为三个)，准备对应的、筒状结构的型腔蜡模，该型腔蜡模为匹配筒状司太立零件设计形状的