水溶蜡和水溶性陶瓷芯组合在铝合金熔模铸造中的应用的制作方法

本发明涉及一种水溶蜡和水溶性陶瓷芯组合在铝合金熔模铸造中的应用，尤其是一种水溶蜡和水溶性陶瓷芯组合在铝合金熔模铸件中代替抽芯、形成内腔通道的应用，属于熔模精密铸造技术领域。

背景技术：

随着电子和宇航工业的发展，熔模精密铸件的应用日益广泛，并向高精度和结构复杂化方向发展，这对熔模精铸工作者提出了更高的要求。对于有复杂形状或不允许有拔模斜度的内腔不能采用机械抽芯的方法来形成，必须采用可溶芯（水溶蜡）来形成这种内腔。

水溶蜡用于型腔结构比较特殊、模具无法抽芯的产品，制成水溶芯以代替抽芯，水溶芯放入蜡模模具内压制蜡模，水溶芯就会包覆在模型蜡内形成蜡模，把含有水溶芯的蜡模完全浸入10%的稀盐酸水溶液内，水溶芯就会从蜡模内逐渐溶解掉得到所需要的蜡模。

水溶性陶瓷芯具有陶瓷性质、浇铸后铸件冷却至室温，型芯可在水中迅速消溶，并使铸件形成表面光洁、尺寸精确的内腔，不需要专门的脱芯设备。水溶陶瓷芯主要用于内腔结构复杂、细孔难于成形及型芯难以清理的各种铝合金铸件的生产，浇注后，它们能在水中使型芯溃散，从而达到了除去型芯的目的。随着现代工业技术的发展，尤其是航空、航天事业的突飞猛进，铸件的形状日益复杂，对其内腔的复杂程度、尺寸精度及表面光洁度等方面越来越高。采用水溶蜡和水溶陶瓷芯生产铝合金精密铸件在我国的应用尚不十分普及，把水溶蜡和水溶性陶瓷芯组合技术应用于铝合金精密铸造领域在我国尚属首例。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种水溶蜡和水溶性陶瓷芯组合在铝合金熔模铸造中的应用，适用于不允许有拔模斜度的内腔的铸件，以及内腔细薄难于制壳成形及型芯难以清理的各种铝合金铸件的生产。

按照本发明提供的技术方案，所述水溶蜡和水溶性陶瓷芯组合在铝合金熔模铸造中的应用，其特征是，包括以下步骤：

（1）制作所需形状的水溶蜡和水溶性陶瓷芯，水溶蜡与所需铸造工件中模具无法抽芯处的型腔形状一致，水溶性陶瓷芯与所需铸造工件中内腔结构复杂、细孔难于成形及型芯难以清理处的型腔形状一致；

（2）将水溶蜡和水溶性陶瓷芯放入蜡模模具内压制蜡模，将水溶蜡和水溶性陶瓷芯包覆在模型蜡内所需位置形成蜡模，蜡模的外形与所需铸造工件的外形一致；

（3）在水溶性陶瓷芯露出蜡模的外表面涂浸封蜡；

（4）将蜡模完全浸入稀盐酸水溶液内，将水溶蜡从蜡模内溶解掉，并清洗残留的水溶蜡；

（5）经步骤（4）将水溶蜡去除后，将水溶性陶瓷芯上的浸封蜡刮掉；

（6）进行蜡模组树、制壳，形成模壳；

（7）将步骤（6）得到的模壳置于蒸汽脱蜡釜中进行脱蜡，使蜡模溶解；

（8）经步骤（7）脱蜡后进行焙烧；

（9）焙烧后进行浇铸，冷却、去除模壳，形成所需铸件；

（10）将步骤（9）得到的铸件浸入清水中，将水溶性陶瓷芯溶解去除。

进一步的，所述步骤（4）中稀盐酸的浓度为10-30%。

进一步的，所述步骤（7）中，脱蜡温度为160-180℃，时间为10-20min。

进一步的，所述步骤（8）中焙烧的温度为700±50℃，烧干时间为2-2.5h。

进一步的，还包括对步骤（10）得到的铸件进行修整的步骤：磨浇口，粗喷砂，热处理后精磨，细喷砂，得到铸件成品。

本发明所述水溶蜡和水溶性陶瓷芯组合在铝合金熔模铸造中的应用，适用于不允许有拔模斜度的内腔的铸件，以及内腔细薄难于制壳成形及型芯难以清理的各种铝合金铸件的生产。本发明在铝合金精铸造中采用水溶蜡和水溶陶瓷芯组合技术，实现了精密铸造铝合金铸件技术的突破性的进展，将会带来好的技术和经济效益，同时也提高了熔模铸造的整个制造业的水平，为后期高精尖的产品做了一个良好的铺垫，展望未来，水溶蜡和水溶陶瓷芯组合技术在今后的应用上会有一个广阔的前景。

附图说明

图1为本发明所述水溶性陶瓷芯的结构示意图。

图2为本发明所述水溶蜡的结构示意图。

图3为水溶性陶瓷芯、水溶蜡和蜡模组合件的结构示意图。

图4为水溶性陶瓷芯、水溶蜡和蜡模组合件的俯视图。

图5为图4的a-a剖视图。

图6为模具装配示意图。

图7为图6的b-b剖视图。

附图标记说明：1-水溶蜡、2-水溶性陶瓷芯、3-蜡模。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

实施例一：一种水溶蜡和水溶性陶瓷芯组合在铝合金熔模铸造中的应用，包括以下步骤：

（1）制作所需形状的水溶蜡和水溶性陶瓷芯，水溶蜡与所需铸造工件中模具无法抽芯处的型腔形状一致（如图2所示），水溶性陶瓷芯与所需铸造工件中内腔结构复杂、细孔难于成形及型芯难以清理处的型腔形状一致（如图1所示）；

（2）将水溶蜡1和水溶性陶瓷芯2放入蜡模模具内压制蜡模，将水溶蜡和水溶性陶瓷芯包覆在模型蜡内所需位置形成蜡模3，蜡模的外形与所需铸造工件的外形一致，如图3-图5所示；

（3）在水溶性陶瓷芯露出蜡模的外表面涂浸封蜡，以避免后续水溶蜡溶解时水溶性陶瓷芯也发生溶解；

（4）将蜡模完全浸入浓度10%的盐酸水溶液内，将水溶蜡从蜡模内溶解掉，并清洗残留的水溶蜡；

（5）经步骤（4）将水溶蜡去除后，将水溶性陶瓷芯上的浸封蜡刮掉；

（6）进行蜡模组树、制壳，形成模壳，如图6、图7所示；

（7）将步骤（6）得到的模壳置于蒸汽脱蜡釜中进行脱蜡，使蜡模溶解，温度为160℃，时间为20min；

（8）脱蜡后在650℃进行焙烧，焙烧时间为2.5h；

（9）焙烧后进行浇铸，冷却、去除模壳，形成所需铸件；

（10）将步骤（9）得到的铸件浸入清水中，将水溶性陶瓷芯溶解去除；

（11）最后对步骤（10）得到的铸件进行修整的步骤：磨浇口，粗喷砂，热处理后精磨，细喷砂，得到铸件成品。

实施例二：一种水溶蜡和水溶性陶瓷芯组合在铝合金熔模铸造中的应用，包括以下步骤：

（1）制作所需形状的水溶蜡和水溶性陶瓷芯，水溶蜡与所需铸造工件中模具无法抽芯处的型腔形状一致（如图2所示），水溶性陶瓷芯与所需铸造工件中内腔结构复杂、细孔难于成形及型芯难以清理处的型腔形状一致（如图1所示）；

（2）将水溶蜡1和水溶性陶瓷芯2放入蜡模模具内压制蜡模，将水溶蜡和水溶性陶瓷芯包覆在模型蜡内所需位置形成蜡模3，蜡模的外形与所需铸造工件的外形一致，如图3-图5所示；

（3）在水溶性陶瓷芯露出蜡模的外表面涂浸封蜡，以避免后续水溶蜡溶解时水溶性陶瓷芯也发生溶解；

（4）将蜡模完全浸入浓度30%的盐酸水溶液内，将水溶蜡从蜡模内溶解掉，并清洗残留的水溶蜡；

（5）经步骤（4）将水溶蜡去除后，将水溶性陶瓷芯上的浸封蜡刮掉；

（6）进行蜡模组树、制壳，形成模壳，如图6、图7所示；

（7）将步骤（6）得到的模壳置于蒸汽脱蜡机中进行脱蜡，使蜡模溶解，温度为180℃，时间为10min；

（8）脱蜡后在750℃进行焙烧，焙烧时间为2h；

（9）焙烧后进行浇铸，冷却、去除模壳，形成所需铸件；

（10）将步骤（9）得到的铸件浸入清水中，将水溶性陶瓷芯溶解去除；

（11）最后对步骤（10）得到的铸件进行修整的步骤：磨浇口，粗喷砂，热处理后精磨，细喷砂，得到铸件成品。

实施例三：一种水溶蜡和水溶性陶瓷芯组合在铝合金熔模铸造中的应用，包括以下步骤：

（1）制作所需形状的水溶蜡和水溶性陶瓷芯，水溶蜡与所需铸造工件中模具无法抽芯处的型腔形状一致（如图2所示），水溶性陶瓷芯与所需铸造工件中内腔结构复杂、细孔难于成形及型芯难以清理处的型腔形状一致（如图1所示）；

（2）将水溶蜡1和水溶性陶瓷芯2放入蜡模模具内压制蜡模，将水溶蜡和水溶性陶瓷芯包覆在模型蜡内所需位置形成蜡模3，蜡模的外形与所需铸造工件的外形一致，如图3-图5所示；

（3）在水溶性陶瓷芯露出蜡模的外表面涂浸封蜡，以避免后续水溶蜡溶解时水溶性陶瓷芯也发生溶解；

（4）将蜡模完全浸入浓度20%的盐酸水溶液内，将水溶蜡从蜡模内溶解掉，并清洗残留的水溶蜡；

（5）经步骤（4）将水溶蜡去除后，将水溶性陶瓷芯上的浸封蜡刮掉；

（6）进行蜡模组树、制壳，形成模壳，如图6、图7所示；

（7）将步骤（6）得到的模壳置于蒸汽脱蜡机中进行脱蜡，使蜡模溶解，温度为170℃，时间为15min；

（8）脱蜡后在700℃进行焙烧，焙烧时间为2h；

（9）焙烧后进行浇铸，冷却、去除模壳，形成所需铸件；

（10）将步骤（9）得到的铸件浸入清水中，将水溶性陶瓷芯溶解去除；

（11）最后对步骤（10）得到的铸件进行修整的步骤：磨浇口，粗喷砂，热处理后精磨，细喷砂，得到铸件成品。