提高关节密封装置的密封性能的蜡模精密铸造法
【技术领域】
[0001]本发明属于石蜡熔模精密铸造技术领域，尤其涉及一种提高关节密封装置的密封性能的蜡模精密铸造法。
【背景技术】
[0002]锅炉回转式空气预热器的关节密封装置在制作时多采用石蜡熔模精密铸造法得至IJ，由于该关节密封装置的特殊结构，其密封部位的间隙要求非常小，从而达到漏风现象最小，密封效果最好，这就对铸造方法的精细度提出更高的要求。
[0003]现有技术中普遍使用的精密铸造方法，通常是从模具制作、制蜡模、制壳模、焙烧、浇注金属而得到铸件，对于一些结构较复杂的铸件，例如关节密封装置，其壁厚薄厚程度不一，普通的铸造方法中的砂层型壳的强度、精细度不能达到其工艺要求，制得的铸件的质量也很难得到保障。
[0004]申请号为201510223047.9的铸件精密铸造工艺中提及一种在蜡模表面图设多层面层，以提高面层的强度，但其采用的锆粉的粒度为120目，马来粉的粒度为小于30?60目，粒度均较大，如此形成的面层的光滑度、精细度均较差，铸件的致密性、光滑度也较差。
【发明内容】
[0005]有必要提出一种能在蜡模表面形成一层更加光滑、更加精细、透气性更好的砂层型壳的提高关节密封装置的密封性能的蜡模精密铸造法。
[0006]—种提高关节密封装置的密封性能的蜡模精密铸造法，包括以下步骤:
制作钢模:根据铸件的形状尺寸和性能，设计近形尺寸的钢模；
熔蜡:将石蜡放置于加热容器中，加热熔化得到液体石蜡，熔化过程中使用搅拌装置进行搅拌，熔化后保温静置；
成型蜡模:将液体石蜡栗入所述钢模中，通过机械压制得到近产品尺寸蜡模；
粘砂:将近产品尺寸蜡模依次浸入砂浆，所述砂浆是由砂粒、聚乙烯醇、水混合而成的粘度不同的砂浆，按照砂浆中砂粒的粒度不同，将近产品尺寸蜡模先浸入粒度最小的浆料，再浸入粒度较小的浆料，最后浸入粒度最大的浆料中，再经过干燥后得到浸砂浆蜡模，所述干燥是在恒温恒湿条件进行；
脱蜡:将浸砂浆蜡模置于马弗炉内升温加热，除去蜡模，形成砂层型壳；
制备合金熔液:将合金钢锭及配料置于熔炼炉内熔炼，得到熔液；
熔液浇注:将熔液浇注至砂层型壳中，得到铸件；
型壳破碎:待铸件冷却后，破碎砂层型壳，得到产品，然后对产品表面进行抛丸处理，获得表面清洁光滑的铸件坯锭。
[0007]本发明通过合理的工艺设计，使用不同粒度的砂粒混合得到粘度不同的砂浆，砂粒的粒度最小达到5um，相应粘度为20mpa.s，粘砂时，先粘接砂粒粒度最小、粘度最小的砂楽，然后分别粘接40um、300um混合成的粘度较大、粘度最大的砂楽，通过砂楽的砂粒粒度、粘度、浸入顺序的合理配合，在蜡模表面形成一定厚度和数层粒度、黏度不同的型壳，该型壳不仅强度、硬度很高，其致密性、光滑度、精细度均很高，型壳之间结合紧密、透气性好。
【具体实施方式】
[0008]以下对本发明的技术方案和实施效果做进一步的说明。
[0009]提高关节密封装置的密封性能的蜡模精密铸造法，包括以下步骤:
制作钢模:根据铸件的形状尺寸和性能，设计近形尺寸的钢模，其中，钢模材质为TlO工具钢，钢模的表面洛氏硬度不低于50，表面粗糙度< Rl.6。
[0010]熔蜡:将石蜡放置于加热容器中，加热熔化得到液体石蜡，熔化过程中使用搅拌装置进行搅拌，熔化后保温静置。
[0011]成型蜡模:将液体石蜡栗入钢模中，通过机械压制得到近产品尺寸蜡模，操作时，液体石蜡被自动计量栗入钢模模腔内，栗速为5?10m3/分钟，然后采用压机进行半自动机械压制，再脱模得到蜡模。其中，机械压制速率为6?10米/分钟，优选8米/分钟，脱模速率为20?30米/分钟，优选25米/分钟。
[0012]粘砂:将近产品尺寸蜡模依次浸入砂浆，砂浆是由砂粒、聚乙烯醇、水混合而成的粘度不同的砂浆，按照砂浆中砂粒的粒度不同，将近产品尺寸蜡模先浸入粒度最小的浆料，再浸入粒度较小的浆料，最后浸入粒度最大的浆料中，浸入遍数为三遍，经过干燥后在蜡模表面形成砂层型壳，得到浸砂浆蜡模，干燥是在恒温恒湿条件进行。
[0013]脱蜡:将浸砂浆蜡模置于250°C?350°C的马弗炉内升温加热，除去蜡模，形成砂层型壳，马弗炉中设计有熔化石蜡收集装置。
[0014]制备合金熔液:将合金钢锭及配料置于熔炼炉内熔炼，得到熔液。
[0015]熔液浇注:将熔液浇注至砂层型壳中，得到铸件。
[0016]型壳破碎:待铸件冷却后，破碎砂层型壳，得到产品，然后对产品表面进行抛丸处理，获得表面清洁光滑的铸件坯锭。
[0017]进一步，在粘砂步骤中，砂楽混合时按照砂粒的粒度不同分别混合而成，砂粒的粒度为300um、40um、5um三种，将三种粒度的砂粒分别与聚乙烯醇、水按照重量比为1:0.2:5,1: 0.2:8、1: 0.2:10的比例分别混合后，为了混合均匀，混合操作时使用搅拌器进行搅拌，得到粘度分别为200mpa.s、100mpa.s、20mpa.s的三种砂楽。
[0018]浸入砂浆时，先浸入最小粒度为5um的砂粒混合成的砂浆中，该粒度最小的砂粒混合成的砂浆的粘度为20mpa.S，粘砂后，会在蜡模表面形成一层细腻、致密、光滑的型壳，之后再分别粘接粒度较大的40um、300um混合成的砂浆，如此，依次按照粒度细、中、粗的顺序，粘度为最小、较大、最大的顺序进行粘砂，在蜡模表面形成一定厚度和数层粒度、黏度不同的型壳，型壳致密、光滑、精细，型壳之间结合紧密，型壳透气性好。
[0019]依据常识，120目对应的颗粒度的粒径为120um，目数越小，对应的颗粒度越大，所以，现有技术中图设的第一次面层的锆粉为120目，后续几层图设的面层使用的锆粉、马来芬的目数更小，而本发明中的砂楽的砂粒的粒度很小，达到5um，其粘度为20mpa.s，粘砂时，第一遍浸入该粒度最小、粘度最小的砂浆中，形成的砂层型壳的内壁光滑、细腻、致密，如此，形成的铸件的表面更加光滑、精细，铸件的结构更加致密，精度更高，性能更好。
[0020]其中，粘砂后的干燥是在恒温恒湿条件下进行，温度14°C?20°C，湿度保持在30%?50%，干燥时间为12h?48h，其中，第一遍和第二遍浸入砂浆后的干燥时间为12h?24h，第三遍浸入砂浆后的干燥时间为24h?48h ο最后一遍浸入砂浆后需完全干透，所以干燥时间最长，而第一遍和第二遍之间未彻底干透，更有利于后续遍数的浸入时的砂浆型壳之间的粘接，最终在蜡模表面形成一定厚度、且多层粒度、黏度不同的、致密无裂纹缺陷的砂层。其中，干燥时的温度优选为18°C，湿度优选为40%。
[0021]进一步，熔蜡步骤中，石蜡熔化过程中的搅拌速度为10?30转/分钟，优选20转/分