一种可溶芯修补方法
【技术领域】
[0001]本发明属于精密铸造过程中铸件型腔用型芯修补技术领域，特别是提供了一种可溶芯修补方法。
【背景技术】
[0002]目前，在精密铸造行业对铸件型腔的形成有两种方法:陶瓷型芯和可溶型芯。陶瓷型芯是采用耐火材料按一定的比例混合、烧结成型，在压蜡过程中埋入，铸件浇注成型后进行脱除，由于金属收缩与陶瓷收缩系数相差较大，如型芯强度过高易引起铸件开裂，另外陶瓷型芯脱除困难，需要专用设备和溶液。可溶型芯是也是一种制备空心铸件常用的工艺，将各组元按一定的比例混合成膏体，在一定的温度和压力下进行压制，在压蜡过程中埋入，待蜡模成形后，在制壳前脱除，消除了浇注、后处理过程中型芯对铸件质量的影响。相比而言，可溶型芯强度较低，压制工艺稳定性差，容易出现裂纹和微裂纹，影响整个铸件生产过程进度的严重影响。本发明针对可溶型芯制备过程中出现的裂纹缺陷，采用专用溶剂进行修复，避免因裂纹影响蜡模、铸件的表面，提高铸件铸件表面质量。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种可溶芯修补方法，解决了可溶型芯裂纹和微裂纹的修补问题。本试验采用聚乙二醇和碳酸氢钠的混合物溶化后对裂纹和微裂纹进行修补，采用该方法，一方面聚乙二醇不仅能够保证裂纹和微裂纹位置的表面光洁度，碳酸氢钠不但能够保证裂纹和微裂纹修补区域的使用强度要求，而且在脱芯过程中与酸发生反应，保证在裂纹处的型芯在蜡模表面不产生残留。
[0004]本发明利用聚乙二醇和碳酸氢钠的流动性、互溶性以及碳酸氢钠的强化作用对可溶芯裂纹和微裂纹进行修补，实现提高可溶芯生产效率的作用。聚乙二醇和碳酸氢钠两种成分按(7-10):1的质量比进行配置，聚乙二醇起到保证可溶芯表面光洁度的作用，聚乙二醇和碳酸氢钠共同起到强化修补面强度的作用。具体工艺步骤及控制的技术参数如下:
[0005](I)压制好的可溶型芯进行表面质量检验，将有裂纹或者微裂纹的可溶型芯挑出来，对裂纹和微裂纹处采用烫刀(厚度约为1_)加热，用烫刀将裂纹和微裂纹的表面进行处理，以便于在后续修补过程中修补剂和可溶芯达到更好的粘合作用；
[0006](2)将聚乙二醇和碳酸氢钠按(7-10):1的质量比称重好，待用；
[0007](3)配制修补剂:将聚乙二醇放入烧杯中加热溶化，待聚乙二醇彻底溶化后加入称好的碳酸氢钠，进行充分搅拌并保持在温度60±5°C即可，配制修补剂；
[0008](4)搅拌均匀的修补剂仍为流体，可将修补剂直接吸入吸管，然后将吸管内的修补剂滴在需要修补的裂纹或者微裂纹处，待修补剂凝固后，可用修补刀将多余的修补剂刮掉，形成所需要的型面，修补完成一处裂纹或微裂纹的过程大约需要花费2分钟。修型完成后仔细检查修补面，确定修补后的表面质量没有问题即可投入生产使用。
[0009]为了提高生产效率，解决可溶芯裂纹和微裂纹修补这一生产问题，试验了多种修补裂纹和微裂纹的方法:
[0010]I)直接采用可溶芯的膏体进行修补；
[0011]2)采用聚乙二醇进行修补；
[0012]3)采用聚乙二醇加碳酸氢钠作为强化剂进行修补。
[0013]采用方案I)可溶芯的膏体进行修补，由于膏体流动性能差，操作难度大，修补过程耗时长，影响生产效率。为了提高生产效率继而采用聚乙二醇进行修补，聚乙二醇溶化后为流体，使用吸管就可以将作为修补剂的聚乙二醇填补在需要修补的裂纹或微裂纹处，操作方便，并且易修理。采用聚乙二醇进行修补，修补位置的强度不够，在压型过程中容易再次开裂。采用聚乙二醇和碳酸氢钠的混合物能够满足修补后能够压制时的使用强度要求，同时需要控制碳酸氢钠的加入量，碳酸氢钠量加入太多，会造成修补剂流动性变差，碳酸氢钠加入量过少对裂纹处的强化作用减小，一般采用的加入量为聚乙二醇:碳酸氢钠=(7-10):1。最终选用聚乙二醇和碳酸氢钠的混合物作为可溶芯的修补剂，来满足精密铸造可溶型芯制造和使用要求。
[0014]本方法有益效果是利用了聚乙二醇和碳酸氢钠的流动性和互溶性，使可溶芯的修补操作方便，将可溶芯的生产效率提高了五倍以上，并且修补后可溶芯的性能能够满足使用要求。
【具体实施方式】
[0015]某发动机用高温合金铸件流道呈变截面环形结构，为形成空腔，需在蜡模阶段预置型芯。在研制初期阶段，使用陶瓷型芯。由于型芯厚大，铸件壁厚较小，浇注后，铸件经常因收缩受阻形成开裂，铸件合格率极低。后改用可溶型芯，铸件开裂问题基本解决。但由于型芯开裂，造成铸件流道内表面差，影响铸件使用效果，铸件需要进行打磨，才能保证铸件表面质量，另外还经常由于打磨影响了流道的尺寸精度。
[0016]因工艺需要和生产周期要求而采用可溶型芯，用本发明对经检验有裂纹和微裂纹的型芯进行修补，具体修补过程如下:
[0017](I)将可溶型芯的裂纹和微裂纹处用烫刀(厚度约为Imm)加热处理；
[0018](2)取聚乙二醇800g，碳酸氢钠按100g，按8:1的质量比称重好，待用；
[0019](3)将800g聚乙二醇放入烧杯中加热溶化，待聚乙二醇彻底溶化后加入10g碳酸氢钠，进行充分搅拌并保持在温度60 ±5 °C ；
[0020](4)搅拌均匀的修补剂仍为流体，可将修补剂直接吸入吸管，然后将吸管内的修补剂滴在需要修补的裂纹或者微裂纹处，待修补剂凝固后，可用修补刀将多余的修补剂刮掉，形成所需要的型面，修补完成一处裂纹或微裂纹的过程大约需要花费2分钟。修型完成后仔细检查修补面，提高了可溶芯表面光洁度，改善了铸件的表面质量和流道的尺寸精度；可投入生产使用。
[0021]实施实例2:不可实现修型的流道内表面
[0022]某发动机用高温合金铸件局部结构流道内表面截面积比较小，但该局部结构尺寸较长，但整体结构比较简单。为形成空腔，在研制阶段，考虑到陶瓷型芯制备周期长，可溶型芯制备周期明显小于陶瓷型芯的制备周期，同时可溶型芯的表面质量能够满足铸件的使用要求，同时该铸件流道内表面结构比较简单，使用可溶型芯完全能够满足技术要求。但由于型芯开裂，造成铸件流道内表面差，铸件流道内表面尺寸较长，在蜡模成型后，因为修补刀操作要求，难以实现对流道内表面的蜡模修补；在铸件成型后，因为磨头尺寸长度有限，难以实现对铸件流道内表面的打磨。采用本方法，对型芯进行修补，保证了可溶芯表面光洁度，铸件的流道内表面质量和流道的尺寸精度也能够保证。
【主权项】
1.一种可溶芯修补方法，其特征在于，工艺步骤及控制的技术参数如下: (1)压制好的可溶型芯进行表面质量检验，对有裂纹或者微裂纹的可溶型芯的裂纹和微裂纹处采用烫刀加热，用烫刀将裂纹和微裂纹的表面进行处理，以便于在后续修补过程中修补剂和可溶芯达到更好的粘合作用； (2)将聚乙二醇和碳酸氢钠按(7-10):1的质量比称重好，待用； (3)配制修补剂:将聚乙二醇放入烧杯中加热溶化，待聚乙二醇溶化后加入称好的碳酸氢钠，进行搅拌并保持在温度60±5°C，制成修补剂:； (4)将搅拌均匀的修补剂直接吸入吸管，然后将吸管内的修补剂滴在需要修补的裂纹或者微裂纹处，待修补剂凝固后，用修补刀将多余的修补剂刮掉，形成所需要的型面。
【专利摘要】一种可溶芯修补方法，属于精密铸造过程中铸件型腔用型芯修补技术领域。利用聚乙二醇和碳酸氢钠的流动性、互溶性以及碳酸氢钠的强化作用对可溶芯裂纹和微裂纹进行修补，实现提高可溶芯生产效率的作用。聚乙二醇和碳酸氢钠两种成分按(7-10)∶1的质量比进行配置，聚乙二醇起到保证可溶芯表面光洁度的作用，聚乙二醇和碳酸氢钠共同起到强化修补面强度的作用。在聚乙二醇溶化后，加入碳酸氢钠搅拌均匀，使用滴管将修补剂滴在可溶芯裂纹和微裂纹处，待修补剂凝固后将多余修补剂用刮刀去掉，形成所需要的型面，修补完成一处裂纹或微裂纹的过程大约需要花费2分钟，可投入生产使用。优点在于，操作方便，大大提高了可溶芯生产效率，可将可溶芯生产效率提高至少五倍以上。
【IPC分类】B22C9-12
【公开号】CN104550760
【申请号】CN201410855046
【发明人】杨曼利, 吴剑涛, 孔胜国, 李维, 李俊涛, 王祯, 陈兴福, 韩伟, 姚雷, 刘浩然, 王倩, 刘富宇
【申请人】北京钢研高纳科技股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月31日