用成型冷鐵熔模鑄造航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜厚大鑄件的方法
【專利摘要】一種用成型冷鐵熔模鑄造航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜厚大鑄件的方法，其步驟包括：用熔模鑄造工藝制作成型冷鐵；利用鑄件模具制作蠟?zāi)＃焕孟災(zāi)Ｖ谱餍蜌?，涂料漿料由二氧化硅含量25％—30％的硅溶膠和剛玉粉構(gòu)成，配比按每Kg硅溶膠加3—4Kg剛玉粉，涂漿料后用80#—100#剛玉砂撒砂，涂料至三到五層后，在型殼上需要對鑄件冷卻的位置用鐵絲將成型冷鐵固定到型殼上，然后繼續(xù)涂料制得型殼；利用制得的型殼進行澆注，澆注時型殼預(yù)熱溫度900℃—1000℃，澆鑄溫度1560℃—1610℃；澆注后進行脫殼、切割和清理制得鑄件。用該方法可解決鑄件復(fù)雜深腔部位的結(jié)構(gòu)疏松問題。
【專利說明】用成型冷鐵熔模鑄造航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜厚大鑄件的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熔模精密鑄造，特別是一種利用成型冷鐵熔模鑄造航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜厚大鑄件的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]用熔模鑄造工藝制備航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜的厚大鑄件，在鑄件的復(fù)雜深腔部位容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)疏松問題，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法較好地通過澆冒系統(tǒng)解決這一問題，傳統(tǒng)的解決辦法是將冷鐵直接安裝到蠟?zāi)５南鄳?yīng)部位，利用冷鐵吸收鋼液的熱量，使放置冷鐵的區(qū)域不產(chǎn)生疏松現(xiàn)象。該方法存在兩個缺陷:一是在澆注過程中，冷鐵會與鑄件材料發(fā)生反應(yīng)，對鑄件本身造成一定污染；二是由于冷鐵會溶到鑄件本體上，所以冷鐵只能安裝到鑄件有加工余量的表面處(在后續(xù)加工時去除)，在鑄件的非加工面處不能放置冷鐵，冷鐵的使用范圍受到限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷提供一種利用成型冷鐵熔模鑄造航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜厚大鑄件的方法，以解決鑄件復(fù)雜深腔部位容易出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)疏松問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的利用成型冷鐵熔模鑄造航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜厚大鑄件的方法包括以下步驟:
[0005]步驟一:用熔模鑄造工藝制作成型冷鐵
[0006]根據(jù)鑄件腔體結(jié)構(gòu)，使用UG軟件偏置3_?8_設(shè)計成型冷鐵結(jié)構(gòu)；然后按照成型冷鐵的設(shè)計制造成型冷鐵蠟?zāi)Ｄ＞?，采用熔模鑄造工藝制造出成型冷鐵待用；
[0007]步驟二:利用鑄件模具制作蠟?zāi)＃?br> [0008]步驟三:利用蠟?zāi)Ｖ谱餍蜌?br> [0009]完成蠟?zāi)＝M合后進行涂料，所涂漿料由二氧化硅含量25%?30%的硅溶膠和剛玉粉構(gòu)成，配比按每Kg硅溶膠加3?4Kg剛玉粉，涂漿料后用80#?100#剛玉砂撒砂；涂料三至五層后，在型殼上需要對鑄件冷卻的位置將步驟一制得的成型冷鐵固定到型殼上，然后繼續(xù)涂料，繼續(xù)涂料用46#?60#剛玉砂，制得型殼；
[0010]步驟四:利用步驟三制得的型殼進行澆注，澆注過程中型殼預(yù)熱溫度900°C?1000°C，澆鑄溫度 1560°C?1610°C ；
[0011]步驟五:澆注后進行脫殼、切割和清理，制得鑄件。
[0012]本發(fā)明將成型冷鐵置于型殼內(nèi)，當(dāng)鋼液注入型殼內(nèi)后，冷鐵會快速吸收鋼液的熱量，從而使鑄件對應(yīng)冷鐵的區(qū)域不產(chǎn)生疏松。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0014]1、由于成型冷鐵置于型殼內(nèi)，與鑄件表面不接觸，避免了冷鐵對鑄件表面的污染和碰壞。
[0015]2、成型冷鐵可安裝在鑄件的任何位置，不受傳統(tǒng)冷鐵只能在蠟?zāi)＝M合時安裝到鑄件有加工余量面上的限制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為某型航空發(fā)動機軸承座的三維立體圖；
[0017]圖2為用本發(fā)明方法熔模鑄造圖1軸承座時的成型冷鐵安裝示意圖(局部剖視)。
[0018]圖中:1-軸承座鑄件，2-(三至五層后)型殼，3-成型冷鐵，4-鐵絲。

【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0020]本實施例是采用本發(fā)明方法對圖1所示某型航空發(fā)動機軸承座進行熔模鑄造。該軸承座鑄件材料為ZG0Crl7Ni4Cu3Nb，最大處直徑約500mm，安裝座處有一圈深的凹槽，凹槽深度約50mm，鑄造過程中該凹槽處容易產(chǎn)生疏松等缺陷。
[0021]結(jié)合圖1和圖2，熔模鑄造該軸承座鑄件I包括以下步驟:
[0022]步驟一:制作成型冷鐵3
[0023]基于鑄造過程中軸承座鑄件I的安裝座凹槽處容易產(chǎn)生疏松缺陷，熔模鑄造時需要在該處使用冷鐵。根據(jù)凹槽的形狀，使用UG軟件偏置5mm設(shè)計成型冷鐵3的結(jié)構(gòu)；然后按照成型冷鐵的設(shè)計制造成型冷鐵蠟?zāi)Ｄ＞撸捎贸Ｒ?guī)熔模鑄造工藝制造出成型冷鐵3待用，成型冷鐵3的材料采用ZG0Crl7Ni4Cu3Nb ；
[0024]步驟二:利用鑄件模具制作蠟?zāi)＃?br> [0025]步驟三:利用蠟?zāi)Ｖ谱餍蜌?br> [0026]鑄件完成蠟?zāi)＝M合后進行涂料，涂料漿料由硅溶膠和剛玉粉構(gòu)成，硅溶膠中二氧化硅含量為28%，配比按每公斤硅溶膠加3.5Kg剛玉粉，涂漿料后用100#剛玉砂撒砂；涂至三層后，在形成的型殼2上用直徑Imm的鐵絲4將步驟一制得的成型冷鐵3固定到軸承座鑄件I的凹槽上方部位，然后用60#剛玉砂繼續(xù)涂料，共涂十二層，制得型殼；
[0027]步驟四:利用步驟三制得的型殼進行澆注，澆注過程中型殼預(yù)熱溫度980°C，澆鑄溫度 1600 0C ；
[0028]步驟五:澆注后按常規(guī)工藝進行脫殼、切割、清理，制得軸承座鑄件。
[0029]用X射線檢測方法和熒光檢測方法對制得的軸承座鑄件進行檢測，凹槽處無疏松的冶金缺陷。
[0030]以上實施例用于解釋本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍不限于該實施例，凡用本發(fā)明方法熔模鑄造航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜厚大鑄件均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用成型冷鐵熔模鑄造航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜厚大鑄件的方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一:用熔模鑄造工藝制作成型冷鐵(3) 根據(jù)鑄件腔體結(jié)構(gòu)，使用UG軟件偏置3_?8_設(shè)計成型冷鐵結(jié)構(gòu)；然后按照成型冷鐵的設(shè)計制造成型冷鐵蠟?zāi)Ｄ＞?，采用熔模鑄造工藝制造出成型冷鐵(3)待用；； 步驟二:利用鑄件模具制作蠟?zāi)＃? 步驟三:利用蠟?zāi)Ｖ谱餍蜌? 完成蠟?zāi)＝M合后進行涂料，所涂漿料由二氧化硅含量25%—30%的硅溶膠和剛玉粉構(gòu)成，配比按每Kg硅溶膠加3 — 4Kg剛玉粉，涂漿料后用80# —100#剛玉砂撒砂；涂料三至五層后，在型殼上需要對鑄件冷卻的位置將步驟一制得的成型冷鐵固定到型殼上，然后繼續(xù)涂料，繼續(xù)涂料用46# — 60#剛玉砂，制得型殼； 步驟四:利用步驟三制得的型殼進行澆注，澆注過程中型殼預(yù)熱溫度900°C — 1000°C，澆鑄溫度 1560°C — 1610°C ； 步驟五:澆注后進行脫殼、切割和清理，制得鑄件。
【文檔編號】B22C9/04GK104368756SQ201410623969
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】王永明, 閆紅梅, 王明豪, 張松勝, 張建國 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責(zé)任公司