一种大型复杂薄壁机匣的精铸模壳制备方法与流程

本发明属于精密铸造方法技术领域，涉及一种大型复杂薄壁机匣的精铸模壳制备方法。

背景技术：

燃气轮机机匣作为燃气轮机中关键的通流部件和整机及叶片的支撑部件，是燃气轮机工作环境最恶劣、结构最复杂的零件之一，也是燃气轮机失效故障多发部件之一。此类机匣壁厚较薄，结构复杂，表面光洁度要求高，一般采用精密铸造方式生产。然而，因此类机匣直径尺寸较大，一般在φ1000mm以上，国内大多数精密铸造生产企业无生产此类大尺寸铸件模壳设备，且因尺寸过大，生产模壳沾浆、淋砂时需机械手辅助，人工无法实现；少数可以生产此类铸件精铸企业，在生产此类机匣铸件时，通常采用的方法是在制蜡模阶段，先将蜡型拆分，然后再通过装配的方式组成整体蜡型，再进行沾浆、淋砂制壳，然而通过这种蜡型装配方式生产的整体蜡型尺寸大，尺寸稳定性差，所需后序沾浆、淋砂所需的设备尺寸更大，对设备要求较高。而且因蜡型尺寸大，沾浆淋砂时需辅助机械手进行，人工无法操作。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种大型复杂薄壁机匣的精铸模壳制备方法，通过前期对整体蜡型进行分割处理，然后使用分割蜡型模具单独进行制壳，最后再组装模壳的方式，实现了大型复杂薄壁机匣模壳制造。

本发明所采用的技术方案是，一种大型复杂薄壁机匣的精铸模壳制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，设计制造机匣蜡型模具

根据零件情况，按照经验将整体铸件蜡型拆分为若干等份，然后按照拆分的蜡型设计制作蜡型模具，每个拆分的蜡型分割面上均设计有至少两个的第一定位孔，然后压制蜡型；

步骤2，设计蜡板模具

根据蜡型分割面形状设计蜡板，同一份拆分蜡型的两个蜡型分割面上均覆盖有蜡板，蜡板的完全覆盖在与蜡型分割面上且蜡板的四周轮廓均伸出蜡型分割面，蜡板上设置有与第一定位孔一一对应的第一定位销，且覆盖在同一份拆分蜡型上的两个蜡板其中一个上设置有至少一个第二定位销，第二定位销与该蜡板上设置的第一定位销位于蜡板的同一侧，另一个上设置有与第二定位销一一对应相配合的第二定位孔，第二定位孔与该蜡板上设置的第一定位销位于蜡板的同一侧，蜡板设置第一定位销的一侧面边缘轮廓还设置有一圈高度为5～8mm的三角凸起；

步骤3，按照步骤2设计的蜡板模具压制蜡板，包括两种蜡板，分别为：设置第二定位销的蜡板和设置第二定位孔的蜡板；

步骤4，将步骤1压制的蜡型与步骤3压制的蜡板进行装配形成蜡模，其中，蜡板上的第一定位销一一对应伸入蜡型分割面上的第一定位孔内，且蜡型的两个蜡型分割面上分别安装带第二定位销的蜡板和带第二定位孔的蜡板，再根据零件工艺装配浇冒系统；

步骤5，用步骤4装配好的蜡模进行沾浆、淋砂制壳，然后脱蜡、焙烧，制成拆分零件模壳；

步骤6，将制成拆分模壳中蜡板形成的模壳进行切割，保留蜡板形成的模壳中设置有三角凸起的一侧面；

步骤7，将切割好的各个等份的拆分模壳进行组合，一个拆分份的具有第二定位孔的一面与另一拆分份的具有第二定位销一面相互配合安装，如此依次将各个拆分份组成一个完整的模壳，不同拆分份的结合面用专用粘结剂再进行粘结；

步骤8，将组合好的模壳及专用浇注系统进行预热，然后完成浇注。

本发明的特征还在于，

蜡板的厚度为20～50mm。

步骤2中蜡板的四周轮廓多出蜡型分割面50-80mm。

步骤7中将不同拆分份的结合面用专用粘结剂再进行粘结后，外围再使用保温棉及耐高温钢丝进行缠绕固定。

本发明的有益效果是：

本发明在传统熔模铸造工艺的基础上，通过前期对整体蜡型进行分割处理，然后使用分割蜡型模具单独进行制壳，最后再组装模壳的方式，实现了大型复杂薄壁机匣模壳制造；前期对整体蜡型进行分割处理，节约了蜡型模具制造成本，方便蜡型制作，然后使用分割蜡型模具单独进行制壳，因蜡型模具尺寸减小，降低模壳沾浆、淋砂时的设备尺寸要求及操作难度；并可以对每个模壳分割部分进行检查、修理。

附图说明

图1是本发明一种大型复杂薄壁机匣的精铸模壳制备方法实施例中某型燃气轮机机匣图；

图2是本发明一种大型复杂薄壁机匣的精铸模壳制备方法实施例中1/4机匣蜡型示意图；

图3是本发明一种大型复杂薄壁机匣的精铸模壳制备方法实施例中第一种蜡板示意图；

图4是图3的右视图；

图5是本发明一种大型复杂薄壁机匣的精铸模壳制备方法实施例中第二种蜡板示意图；

图6是图5的右视图；；

图7是本发明一种大型复杂薄壁机匣的精铸模壳制备方法实施例中1/4蜡型装配图；

图8是本发明一种大型复杂薄壁机匣的精铸模壳制备方法实施例中模壳局部剖视图；

图9是图8中a处的局部放大图；

图10是本发明一种大型复杂薄壁机匣的精铸模壳制备方法实施例中切割后模壳示意图；

图11是本发明一种大型复杂薄壁机匣的精铸模壳制备方法实施例中模壳装配示意图。

图中，1.蜡型分割面，2.第一定位孔，3.蜡板，4.第一定位销，5.第二定位销，6.第二定位孔，7.三角凸起。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种大型复杂薄壁机匣的精铸模壳制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，设计制造机匣蜡型模具

根据零件情况，按照经验将整体铸件蜡型拆分为若干等份，然后按照拆分的蜡型设计制作蜡型模具，每个拆分的蜡型分割面1上均设计有至少两个的第一定位孔2，然后压制蜡型；

步骤2，设计蜡板模具

根据蜡型分割面1形状设计蜡板3，同一份拆分蜡型的两个蜡型分割面1上均覆盖有蜡板3，蜡板3的完全覆盖在与蜡型分割面1上且蜡板3的四周轮廓均伸出蜡型分割面1，蜡板3上设置有与第一定位孔2一一对应的第一定位销4，且覆盖在同一份拆分蜡型上的两个蜡板3其中一个上设置有至少一个第二定位销5，第二定位销5与该蜡板3上设置的第一定位销4位于蜡板3的同一侧，另一个上设置有与第二定位销5一一对应相配合的第二定位孔6，第二定位孔6与该蜡板3上设置的第一定位销4位于蜡板3的同一侧，蜡板3设置第一定位销4的一侧面边缘轮廓还设置有一圈高度为5～8mm的三角凸起7；

步骤3，按照步骤2设计的蜡板模具压制蜡板3，包括两种蜡板3，分别为：设置第二定位销5的蜡板3和设置第二定位孔6的蜡板3；

步骤4，将步骤1压制的蜡型与步骤3压制的蜡板3进行装配形成蜡模，其中，蜡板3上的第一定位销4一一对应伸入蜡型分割面1上的第一定位孔2内，且蜡型的两个蜡型分割面1上分别安装带第二定位销5的蜡板3和带第二定位孔6的蜡板3，再根据零件工艺装配浇冒系统；

步骤5，用步骤4装配好的蜡模进行沾浆、淋砂制壳，然后脱蜡、焙烧，制成拆分零件模壳；

步骤6，将制成拆分模壳中蜡板形成的模壳进行切割，保留蜡板形成的模壳中设置有三角凸起7的一侧面；

步骤7，将切割好的各个等份的拆分模壳进行组合，一个拆分份的具有第二定位孔6的一面与另一拆分份的具有第二定位销5一面相互配合安装，如此依次将各个拆分份组成一个完整的模壳，不同拆分份的结合面用专用粘结剂再进行粘结；

步骤8，将组合好的模壳及专用浇注系统进行预热，然后完成浇注。

蜡板3的厚度为20～50mm。

步骤2中蜡板3的四周轮廓多出蜡型分割面150-80mm。

步骤7中将不同拆分份的结合面用专用粘结剂再进行粘结后，外围再使用保温棉及耐高温钢丝进行缠绕固定。

实施例

某燃气轮机燃烧室机匣铸件如图1所示，机匣尺寸：φ1020×400mm，最小壁厚6mm，毛坯重量220kg，零件情况按照经验将铸件蜡型分成4瓣，在蜡型分割面1上设计两组第一定位孔2，按照1/4蜡型设计制作模具，然后压制蜡型；设计如图3-6所示两种蜡板3，蜡板外形参考蜡型分割面1，在蜡板3上设计与1/4蜡型装配第一定位销4，在其中一个蜡板3的空余位置设计第二定位销5，在另一个蜡板3的空余位置设计第二定位孔6，并在蜡板3设置第一定位销4的一侧面边缘轮廓设置有一圈高度为5～8mm的三角凸起7；按照以上设计制造蜡板模具，并制造蜡板3；将1/4蜡型与蜡板3进行装配，并按照工艺要求装配浇冒系统，装配好的蜡型与蜡板3如图7所示；用装配好的蜡模进行沾浆、淋砂制壳，然后脱蜡、焙烧，制成拆分零件模壳，如图8所示；如图9所示，将制成拆分模壳中蜡板形成的模壳进行切割，保留蜡板形成的模壳中设置有三角凸起7的一侧面，注意不要破坏零件本体模壳，切割完的模壳如图10所示；将切割好的模壳进行组合，如图11所示，结合面用专用粘结剂进行粘结，外围再使用保温棉及耐高温钢丝进行缠绕固定，即完成机匣整体模壳制作。