一种型芯脱除系统及其脱芯工装的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种型芯脱除系统及其脱芯工装。


背景技术：

[0002]
随着对航空发动机和燃气轮机热效率需求的不断提升，涡轮叶片的耐高温能力显得愈发重要。通过预置陶瓷型芯在叶片内形成复杂气冷内通道进而提高叶片的冷却效率，成为了先进涡轮叶片制造的关键技术。空心叶片经熔模铸造后形成的型芯脱除技术，受到了广泛的关注，为满足发动机叶片复杂型腔和薄壁的要求，使用高强度型芯以实现高精度铸造的技术已经日渐成熟。
[0003]
其中，陶瓷型芯的脱除问题是空心叶片精铸中主要环节之一。对陶瓷型芯的脱除普遍采用koh进行，陶瓷型芯与koh溶液可以发生如下化学反应： sio2+koh＝k2sio3+h2o。在碱液沸腾状态下，一般简单空心叶片在5小时以内就将陶芯脱除，但对形状复杂的陶芯，往往需要24小时、甚至几天才能使其完全脱除。
[0004]
为提高脱芯效率，常将多个叶片同时进行脱芯。然而发明人发现，在碱液沸腾状态，多个空心叶片在碱液的冲击状态下，叶片和叶片之间以及叶片和金属料筐之间常会产生磕碰，使得叶片在脱芯后表面形成一定的残余应力，从而导致对空心叶片的质量产生严重影响。如宽弦叶片会因为应力的存在，在热处理后因应力释放而产生变形，导致影响尺寸精度。而单晶叶片会因为应力的存在使晶粒内部存在形变储存能，组织处于不稳定的高能状态，在热处理过程中以形变储存能为驱动力，通过热活化过程再结晶成核，长大成新的晶粒组织，导致单晶叶片因为再结晶缺陷而报废。故亟需一种脱芯工装能够在对多个叶片同时进行脱芯时，仍能保证叶片的脱芯质量。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的一个目的在于提供一种脱芯工装能够在对多个叶片同时进行脱芯时，仍能保证叶片的脱芯质量。
[0006]
本实用新型的另一个目的在于提供一种型芯脱除系统，其采用前述的脱芯工装对叶片进行脱芯。
[0007]
为实现前述一个目的的脱芯工装，包括：
[0008]
置料筐，包括筐底壁以及筐侧壁，所述筐侧壁围出所述置料筐内的置料空间；
[0009]
防撞护边，沿所述筐侧壁内周侧环绕设置；以及
[0010]
至少一根防撞筋条，设置于所述防撞护边上，所述防撞筋条将所述置料空间分隔成至少两个置料仓，待脱芯铸件放置于所述置料仓中；
[0011]
其中，所述防撞护边、所述防撞筋条由弹性材料制成。
[0012]
在一个或多个实施方式中，脱芯工装包括：
[0013]
隔料框，所述隔料框设置于所述置料空间中，由所述防撞护边以及所述至少一根防撞筋条构成，所述隔料框与所述置料筐可拆卸连接。
[0014]
在一个或多个实施方式中，所述置料筐呈长方体状，包括四个框侧壁，所述防撞护边为环绕所述筐侧壁内周侧设置的长方形框体。
[0015]
在一个或多个实施方式中，所述防撞筋条包括纵向筋条以及横向筋条，其中，所述纵向筋条、所述横向筋条分别连接相对两框侧壁内侧的防撞护边。
[0016]
在一个或多个实施方式中，所述置料筐为金属料筐。
[0017]
在一个或多个实施方式中，所述防撞护边、所述防撞筋条由耐腐蚀性材料制成。
[0018]
在一个或多个实施方式中，所述防撞护边、所述防撞筋条由塑料或橡胶制成。
[0019]
在一个或多个实施方式中，所述防撞护边与所述防撞筋条之间可拆卸连接。
[0020]
在一个或多个实施方式中，所述防撞护边与所述防撞筋条为一体成型件。
[0021]
为实现前述另一目的的型芯脱除系统，用于对铸件进行脱芯，其具有零件脱芯釜以及加热装置，所述零件脱芯釜用于承装脱芯用碱液，脱芯工装设置于所述零件脱芯釜内；
[0022]
其特征在于，所述脱芯工装采用如前所述的脱芯工装。
[0023]
本实用新型的进步效果包括以下之一或组合：
[0024]
1.能够实现在脱芯过程中防止多个铸件之间由于沸腾的脱芯碱液的冲击而产生撞击，从而导致零件的损坏。
[0025]
2.本脱芯工装在保证零件的隔离效果的同时，尽可能使得待脱芯的铸件与脱芯用碱液充分接触，从而保证脱芯效果。
[0026]
3.本脱芯工装结构简单，生产成本低，易于高效地进行生产加工，同时可以根据铸件尺寸进行适应性的结构修改，提升了本工装的可适用范围。
附图说明
[0027]
本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
[0028]
图1示出了脱芯工装一个实施方式下的立体示意图；
[0029]
图2示出了隔料框一个实施方式下的立体示意图。
具体实施方式
[0030]
下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本申请的保护范围进行限制。例如在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的例子中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。
[0031]
需要注意的是，在使用到的情况下，如下描述中的上、下、左、右、前、后、顶、底、正、反、顺时针和逆时针仅仅是出于方便的目的所使用的，而并不暗示任何具体的固定方向。事
实上，它们被用于反映对象的各个部分之间的相对位置和/或方向。
[0032]
需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。此外，不同实施方式下的变换方式可以进行适当组合。
[0033]
如图1示出了脱芯工装一个实施方式下的立体示意图，其中，脱芯工装包括置料筐1、防撞护边2以及防撞筋条3。
[0034]
置料筐1包括筐底壁11以及筐侧壁12，筐侧壁12围出置料筐1内部的置料空间10，其中，筐底壁11以及筐侧壁12能够允许液体进入。防撞护边2 沿多个筐侧壁12的内周侧环绕设置，形成为筐侧壁12内周侧的防撞结构。
[0035]
防撞筋条3为至少一根，其设置于防撞护边2上，并将置料空间10分隔成至少两个置料仓100，待脱芯的铸件4被放置于置料仓100中。
[0036]
其中，防撞护边2以及防撞筋条3均是由弹性材料制成，从而当第一个待脱芯的铸件被放置于由防撞护边2以及防撞筋条3围出的置料仓100中时，铸件与铸件之间由防撞护边2被分隔开，铸件与置料筐1的筐侧壁12之间由防撞护边2分隔。当铸件4如图1所示地、被置于置料仓100中进行脱芯时，由于脱芯用的碱液在沸腾状态会对铸件4进行冲击，从而使得相邻的铸件4之间在沸腾碱液的带动下有朝向彼此运动或朝向置料筐1的筐侧壁12运动的趋势。此时，通过由弹性材料制成的防撞筋条3以及防撞护边2将铸件4与置料筐1 之间以及铸件4与铸件4之间相隔开，从而防止铸件之间发生碰撞而导致的脱芯后的产品质量降低。
[0037]
虽然本脱芯工装的一个实施例如上所述，但是在本脱芯工装的其他实施例中，脱芯工装相对于上述实施例在许多方面都可以具有更多的细节，并且这些细节的至少一部分可以具有多样的变化。下面以一些实施例对这细节和些变化中的至少一部分进行说明。
[0038]
请继续参见图1，在脱芯工装的一个实施方式中，脱芯工装包括如图2中所示的隔料框5，其中，结合参见图1与图2可知，如图2中所示的隔料框5 是由如图1中所示的防撞筋条3以及防撞护边2构成，即在此实施方式中，隔料框5与置料筐1之间为两个单独制造的单元，二者之间为可拆卸连接。在一些其他实施方式中，防撞护边2可以是设置于置料筐1中的一个部件，如防撞护边2为缠绕或包裹于置料筐1的筐侧壁12上，而防撞筋条3为可拆卸地安装于防撞护边2中。在另一实施方式中，防撞护边2、防撞筋条3分别为置料筐1中部件，二者共同加工生产而成。
[0039]
在脱芯工装的一个实施方式中，置料筐1为如图所示、呈长方体状，其包括四个框侧壁12，防撞护边2为环绕框侧壁12内周侧设置的长方形框体。在其他一些与图示不同的实施方式中，置料筐1也可以是其他合适的形状、如多面体、圆柱体状，与之对应地，防撞护边2具有与置料筐1相对于的外形、共形设置于框侧壁12中。其中在置料筐1呈圆柱体状的实施方式中，框侧壁12 为圆筒形，数量为一个。
[0040]
在脱芯工装的一个实施方式中，防撞筋条3包括纵向筋条31以及横向筋条32，其中，纵向筋条31、横向筋条32分别连接位于呈长方体状置料筐1中相对设置的两框侧壁12内侧的防撞护边2上。在一个实施方式中，纵向筋条 31为如图中所示地两根、横向筋条32为如图中所示的一根，从而将置料空间 10分隔成6个置料仓100。在一些其他与图示不同的实施方式中，防撞筋条3 的可以是其他合适的数量，如在一个实施方式中，防撞筋条3的数量可
以仅为一根，即将置料空间分隔成为两个置料仓，在一些其他实施方式中防撞筋条3 的数量可以是四根，如两根纵向筋条以及两根横向筋条，从而将置料空间分隔成为9个置料仓。
[0041]
在脱芯工装的一个实施方式中，置料筐1为金属料筐，从而能够实现在碱性溶液中进行脱芯且能够防止溶液对料筐的本体进行腐蚀。如在一个实施方式中，置料筐1可以是由如不锈钢制成的金属料筐。
[0042]
在脱芯工装的一个实施方式中，防撞护边2以及防撞筋条3是由耐腐蚀性材料制成，具体地，其可以是由耐碱性腐蚀的材料制成，从而在对铸件于碱性溶液中进行脱芯的过程中能够保持不被腐蚀而重复使用。
[0043]
在脱芯工装的一个实施方式中，防撞护边2以及防撞筋条3是由塑料或橡胶制成，以实现在具有弹性的同时具有耐碱性腐蚀的能力。
[0044]
在脱芯工装的一个实施方式中，防撞护边2与防撞筋条3之间为可拆卸连接，如在一个实施方式中，防撞护边2以及防撞筋条3中分别具有卡槽，从而实现可拆卸连接。通过将防撞护边2与防撞筋条3之间设置成为可拆卸连接的方式，能够针对不同大小的铸件增加或减少筋条的数量，从而实现增加同时进行脱芯的铸件的数量以及针对不同大小的铸件进行适应性调整。如在一个实施方式中，防撞护边2沿周向设置有多个卡槽，通过将防撞筋条3插入到不同的卡槽中能够实现对置料仓100大小的调整，以适应不同大小的铸件。
[0045]
在脱芯工装的一个实施方式中，防撞护边2与防撞筋条3之间为一体成型件，从而便于作为标准件进行加工制造，在此实施方式中，通过设计不同尺寸大小的隔料框5也能够满足对于不同大小的铸件进行脱芯的需求。
[0046]
如前述一个或多个实施方式中的脱芯工装是适用于型芯脱除系统中，型芯脱除系统用于对铸件进行脱芯，其具有零件脱芯釜以及加热装置零件脱芯釜用于承装脱芯用碱液，加热装置用于对零件脱芯釜进行加热以达到脱芯所需的液体温度。其中，如前述一个或多个实施方式中的脱芯工装设置于零件脱芯釜内。
[0047]
如前述一个或多个实施方式中的脱芯工装适用于空心铸造叶片的脱芯过程。
[0048]
通过前述一个或多个实施方式中的脱芯工装，能够取得以下之一进步效果或其组合：
[0049]
1.能够实现在脱芯过程中防止多个铸件之间由于沸腾的脱芯碱液的冲击而产生撞击，从而导致零件的损坏。
[0050]
2.本脱芯工装在保证零件的隔离效果的同时，尽可能使得待脱芯的铸件与脱芯用碱液充分接触，从而保证脱芯效果。
[0051]
3.本脱芯工装结构简单，生产成本低，易于高效地进行生产加工，同时可以根据铸件尺寸进行适应性的结构修改，提升了本工装的可适用范围。
[0052]
本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。