專利名稱：空心構(gòu)件模型的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空心構(gòu)件的制造，特別是涉及空心構(gòu)件模型的制造。
背景技術(shù)：
在失蠟鑄造過程中，要生產(chǎn)的構(gòu)件先被復(fù)制成蠟?zāi)?。通常將?shù)個蠟?zāi)Ｒ黄鹧b配在一株澆注系統(tǒng)蠟樹上形成一個簇狀物或蠟型組合件。將該蠟型組合件浸沒在陶瓷漿液內(nèi)，漿液在滴去水后很快膠凝，將增強的耐火材料微粒撒布在陶瓷漿液覆蓋的蠟型組合件上，耐火材料微粒與漿液覆蓋粘結(jié)在該蠟型組合件上產(chǎn)生一個陶瓷層。重復(fù)進行這個過程好幾次以便在該蠟型組合件是產(chǎn)生多個陶瓷層。然后將蠟熔化掉，留下的陶瓷殼型便可具有一個內(nèi)部空腔，其形狀與原來的蠟簇相同。這個陶瓷殼型被稱為熔模鑄型。在高溫下焙燒該鑄型以便去除所有殘余蠟屑使該陶瓷殼型純凈同時使它硬化。然后將該陶瓷殼型轉(zhuǎn)移到澆注爐旁，該爐可在真空條件或在大氣條件下操作。于是將一份熔化金屬澆注到該陶瓷殼型內(nèi)使該殼型冷卻至室溫，此后除去該陶瓷殼型便可剩下鑄成的構(gòu)件。
在空心構(gòu)件的失蠟鑄造中，空心構(gòu)件的蠟?zāi)Ｊ怯孟瀲娚涞揭粋€型模(patterndie)內(nèi)產(chǎn)生的，該型模具有一個或多個位在其內(nèi)的預(yù)成形的陶瓷芯。該型模具有成形的表面，而該陶瓷芯用支撐如間隔件、芯撐等與型模的這些成形表面間隔開，借以確保在型模表面和陶瓷芯表面之間有一個正確的厚度間隙。典型的做法，在陶瓷芯上具有成形的突出部，該突出部定位在該型模內(nèi)相應(yīng)的成形孔內(nèi)。結(jié)合使用突出部和支撐，由于有精確定位的銷槽構(gòu)造，可以防止陶瓷芯在型模內(nèi)沿縱向移動。
但由于陶瓷芯的大小和形狀有制造公差，而且陶瓷芯在制作過程中會扭曲，很難使陶瓷芯相對于型模表面的位置優(yōu)化。由于陶瓷芯的扭曲，使陶瓷芯的某些表面細部對型模表面的優(yōu)化特別困難，因為陶瓷芯的這些表面細部和成形突出部之間的關(guān)系會有很大的尺寸變化。陶瓷芯越大，扭曲越為明顯。
配裝在芯上的支撐的定位是要確保使蠟得到正確的厚度。但在扭曲劇烈處負載施加在陶瓷芯的點上，支撐實際上會使陶瓷芯變形，同時陶瓷芯由于其成形的突出部位在型模的相應(yīng)的成形孔內(nèi)所造成的約束會力求改正其被扭曲的形狀。在極端的情況下，該應(yīng)變可大到足夠使脆性的陶瓷芯斷裂，這樣就會使該蠟?zāi)髲U。即使該應(yīng)變不足使陶瓷芯斷裂，也會在該陶瓷芯內(nèi)產(chǎn)生剩余應(yīng)變，當蠟從陶瓷殼型內(nèi)被去除時，該應(yīng)變會使該陶瓷芯彈回到其自由狀態(tài)，結(jié)果鑄出的渦輪葉片式渦輪導(dǎo)葉就會具有薄壁截面。隨著新構(gòu)件中細部復(fù)雜性和水平的提高，這種方法越來越不健全了。
因此，在制造具有薄壁復(fù)雜結(jié)構(gòu)的空心構(gòu)件的領(lǐng)域內(nèi)尚有空間可以改進。
本發(fā)明概述按照本發(fā)明，使用帶有內(nèi)芯的蠟?zāi)Ｖ圃炜招臉?gòu)件的方法在廣義上包括制造一個具有一個或多個第一自定位細部的第一半模；制造一個具有一個或多個第二自定位細部的第二半模；提供一個或多個芯；使一個或多個第一自定位細部與一個或多個第二自定位細部在一個或多個芯的周圍接合而裝配成模。
按照本發(fā)明，空心構(gòu)件模型在廣義上包括一個具有一個或多個第一自定位細部的第一半模；一個具有一個或多個第二自定位細部的第二半模；及被設(shè)置得與該一個或多個第一自定位細部和該一個或多個第二自定位細部接觸的一個或多個芯。
下面將在附圖和說明中示出本發(fā)明的一個或多個實施例的詳情。本發(fā)明的其他一些特點、目的和優(yōu)點可從說明和附圖中及從權(quán)利要求中得到了解。
附圖簡要說明

圖1為本發(fā)明的用來制造空心構(gòu)件的帶有內(nèi)芯的模的組合件，該模具有第一半模、第二半模、及設(shè)在其間與這些半模接觸的一個或多個芯。
圖2為裝配好的圖1中的模。
在各圖中，相同的標號指相同的元件。
優(yōu)選實施例詳細說明這里說明的空心構(gòu)件蠟?zāi)＜捌渲圃旆椒墒剐救菀资冀K如一地放置和定位在蠟?zāi)?nèi)。另外，由于該芯沒有受到蠟的噴射壓力，造成的空心構(gòu)件的尺寸也有保證。
現(xiàn)在參閱圖1和2，其中示出一個空心構(gòu)件的蠟?zāi)１谎b配成最終形式。一般地說，第一半模10具有可與一個或多個芯14對準的一個或多個第一自定位細部12。第一自定位細部12可具有這樣的實體細部，它們即使不能與芯14的實體細部的全部，至少也能與其一部分互補。最好第一自定位細部12與芯14這樣互補，使該芯14能被設(shè)置在該第一自定位細部12之內(nèi)。第二半模16也可具有可與芯14對準的一個或多個第二自定位細部，第二自定位細部也可具有這樣的實體細部，它們即使不能與芯14的實體細部的全部，至少也能與其一部分互補。最好第二自定位細部18與芯14這樣互補，使該芯14能被設(shè)置在該第二自定位細部18之內(nèi)。自定位細部12、18可以是陽的細部、陰的細部或陽、陰細部的結(jié)合。
一旦第一半模10、一個或多個芯14、和第二半模16都被對準，這兩個半模10、16就可結(jié)合在一起形成一個具有中空內(nèi)部的構(gòu)件的蠟?zāi)Ｈ鐖D2所示。例如，如圖1所示，第二半模16可具有陽的自定位細部以便使第二半模16與一個或多個芯14結(jié)合并沿著箭頭22所指方向與具有互補的、陰的自定位細部的第一半模10接合。這些芯14被設(shè)置在半模10和16之間停留在第一自定位細部12和第二自定位細部18之內(nèi)。然后用本行業(yè)一般技工都知的任何一種方法如焊接在兩個半模10、16的分離表面上和芯的出口處將該蠟?zāi)?0密封。這時，焊縫須被融合，這是本行業(yè)一般技工都知道的。
只是為了闡明的目的，并不要作為對本發(fā)明的限制，所示芯14被設(shè)置在自定位細部12、18之內(nèi)和兩個半模10、16之間。曾經(jīng)設(shè)想自定位細部12、18可形成各種角度通過每一個半模10、16，這樣一個或多個芯就可分別被設(shè)置在各自定位細部12、18內(nèi)與每一個半模12、18形成角度。還曾設(shè)想除了只是用兩個半模外，還可用由數(shù)件上下堆積而制成的層疊模。而且，當用較多件或大件來形成模塊時，可引用增添的自定位細部使各部件和各芯之間容易連接而不是單獨連接各芯。
如所說明，具有中空內(nèi)部的構(gòu)件的蠟?zāi)?0可包括一個第一半模10、一個第二半模16及設(shè)在其中的一個或多個芯14。每一半模分別形成空心構(gòu)件蠟?zāi)５耐庑尾⒖删哂斜拘袠I(yè)一般技工所知的一種適宜承受典型鑄造過程操作條件的材料。芯14可具有本行業(yè)一般技工所知的一種適宜用于典型鑄造過程的陶瓷材料或耐熱金屬。適宜的陶瓷材料可包括，但并不限于二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、含有以上至少一項的組合物等。適宜的耐熱金屬可包括，但并不限于鉬、鎢、含有以上至少一項的組合物等。
只是為了闡明的目的，并不要作為對本發(fā)明的限制，由蠟?zāi)?0形成的空心構(gòu)件可以是一個渦輪發(fā)動機的構(gòu)件如渦輪機的葉片或?qū)~。一個半模可形成渦輪機空心葉片或?qū)~用模的外凸的翼形表面。另一個半?？上嗨频匦纬蓽u輪機空心葉片或?qū)~用模的內(nèi)凹的翼形表面。而芯可形成渦輪機空心構(gòu)件用模的內(nèi)部形狀。例如，該芯可具有一個外凸的翼形表面和一個內(nèi)凹的翼形表面。我們考慮，這里說明的方法和造成的模實際上可被應(yīng)用到任何一個要鑄造空心薄壁構(gòu)件的工業(yè)。
應(yīng)該懂得本發(fā)明并不限于本文所說明和圖示的，本文所說明和圖示的只是用來闡明實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式，其中零件的形狀、大小、布置和操作的細節(jié)都可修改。本發(fā)明理應(yīng)包括所有這種修改，它們是在權(quán)利要求書限定的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用帶有內(nèi)芯的蠟?zāi)Ｖ圃炜招臉?gòu)件的方法，包括如下步驟制造一個具有一個或多個第一自定位細部的第一半模；制造一個具有一個或多個第二自定位細部的第二半模；提供一個或多個芯；及在所說一個或多個芯的周圍使所說一個或多個第一自定位細部與所說一個或多個第二自定位細部接合而裝配成該模型。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于裝配步驟包括將所說一個或多個第一自定位細部與所說一個或多個第二自定位細部的每一個互補地接合。
3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于提供步驟包括提供一個或多個耐熱金屬芯。
4.權(quán)利要求1的方法，其特征在于提供步驟包括提供一個或多個陶瓷芯。
5.權(quán)利要求1的方法，其特征在于裝配步驟包括使所說一個或多個第一自定位細部與所說一個或多個芯對準；使所說一個或多個第二自定位細部與所說一個或多個芯對準；使所說第一半模與所說第二半模對準；及安排所說第一半模與所說一個或多個芯和所說第二半模接觸。
6.權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括下列步驟在所說一個或多個芯的周圍焊接所說第一半模和所說第二半模；及混合焊接形成的焊縫。
7.權(quán)利要求6的方法，其特征在于焊接方法為蠟焊。
8.權(quán)利要求6的方法，其特征在于融合步驟包括將所說焊縫融合以使一個或多個芯的出口處和在所說第一半模和所說第二半模之間形成的分離表面密封。
9.權(quán)利要求1的方法，其特征在于裝配步驟包括將所說一個或多個芯按一角度配置在所說一個或多個第一自定位細部和所說一個或多個第二自定位細部之內(nèi)。
10.權(quán)利要求1的方法，其特征在于裝配步驟包括通過所說第一半模和所說第二半模的一個側(cè)部將所說一個或多個芯配置在所說一個或多個第一自定位細部和所說一個或多個第二自定位細部內(nèi)。
11.一種帶有內(nèi)芯用來制造寬心構(gòu)件的模型，包括一個具有一個或多個第一自定位細部的第一半模；一個具有一個或多個第二自定位細部的第二半模；及被配置成與所說一個或多個第一自定位細部和所說一個或多個第二自定位細部接觸的一個或多個芯。
12.權(quán)利要求11的模，其特征在于所說一個或多個第一自定位細部不是陰的便是陽的，而所說一個或多個第二自定位細部與所說一個或多個第一自定位細部互補。
13.權(quán)利要求11的模，其特征在于還包括被配置成與所說第一半模、所說第二半?；騼烧呓佑|的一個或多個增添的模塊。
14.權(quán)利要求11的模，其特征在于所說一個或多個芯被配置成與所說第一半模和所說第二半模成一角度。
15.權(quán)利要求11的模，其特征在于所說一個或多個芯被配置成通過所說第一半模和所說第二半模的一個側(cè)部。
16.權(quán)利要求11的模，其特征在于所說第一半模和所說第二半模的材料為蠟。
17.權(quán)利要求11的模，其特征在于所說一個或多個芯的材料為陶瓷。
18.權(quán)利要求11的模，其特征在于所說一個或多個芯的材料為耐熱金屬。
全文摘要
帶有內(nèi)芯用來造空心構(gòu)件的模由下列部分組成一個具有一個或多個第一自定位細部的第一半模；一個具有一個或多個第二自定位細部的第二半模；及設(shè)置得與該一個或多個第一自定位細部和該一個或多個第二自定位細部接觸的一個或多個芯。該模的制造方法包括下列步驟制造一個具有一個或多個第一自定位細部的第一步驟；制造一個具有一個或多個第二自定位細部的第二半模；提供一個或多個芯；在該一個或多個芯的周圍使該一個或多個第一自定位細部與該一個或多個第二自定位細部接合而裝配成該模。
文檔編號B22C7/00GK1943909SQ20061014132
公開日2007年4月11日 申請日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月3日
發(fā)明者M·K·特爾金頓, S·J·布利德, J·J·小馬欽, L·D·肯納德, C·R·維爾納 申請人:聯(lián)合工藝公司