本發(fā)明涉及一種中空通孔熔模模殼結構，尤其涉及一種用于耐高溫合金真空吸鑄工藝的中空通孔熔模模殼結構。

背景技術：

本發(fā)明所述的真空吸鑄屬于特種鑄造工藝，是一種先進鑄造技術。因其液體金屬利用率高、鑄件精密度高、質(zhì)量高、節(jié)約能源、成本低等優(yōu)點，在發(fā)達國家廣泛用于商業(yè)機械、槍械零件、汽輪機葉片、導彈機翼等許多重要的精密鑄件制造中。該技術1975年由美國Hitchiner公司取得專利，并實現(xiàn)了核心技術封鎖。目前，真空吸鑄在中國主要應用于鋁合金等低溫合金的精密鑄造，很少應用于耐高溫合金的精密鑄造。

用于真空吸鑄的模殼既要求較高的強度也要求一定的透氣性，這樣才能保證充型階段順利吸取合金溶液，且模殼充滿合金溶液后結構穩(wěn)定。然而全封閉模殼結構的強度和透氣性是一對相互矛盾的性能，這就導致目前市場上大部分模殼結構很難適應于耐高溫合金真空吸鑄的鑄造工藝，但目前市場上對于這種精密鑄件的需求確實越來越旺盛，由于現(xiàn)有模殼無法達標，造成產(chǎn)量不高，但如果強行進行生產(chǎn)容易出現(xiàn)各種危險事故。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種中空通孔熔模模殼結構，通過將模殼結構進行優(yōu)化，并利用其它部分現(xiàn)有部件，通過通氣孔和各部件的重新機構設置，使其具有了更佳的功能特點；進一步地，對于所述中空通孔結構和加強結構的應用，保證充型階段合金溶液上升和泄壓階段中空通過內(nèi)的合金溶液快速回流，具有突出的有益效果。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是：一種中空通孔熔模模殼結構，其特征在于：所述的模殼結構主體為中空通孔結構，中空通孔的上部設有向外凸起的平臺和通氣孔；中空通孔的下部設有基座，基座與中空通孔的外壁之間設有加強連接件；中空通孔的外壁上均布有模殼鑄件，所述的模殼鑄件與中空通過之間通過澆道系統(tǒng)相連，所述的澆道系統(tǒng)包括彎頭澆道、連接澆道和緩流澆道。

優(yōu)選的，所述的外凸平臺的頂部設有通氣孔，所述的通氣孔呈半圓形的凹槽狀，通氣孔的開放端與外凸平臺表面持平，通氣孔貫穿整個外凸平臺并與中空通孔內(nèi)部相連通。

優(yōu)選的，所述的彎頭澆道設置于模殼鑄件的上方，彎頭澆道的一端與中空通孔的內(nèi)部相連通，彎頭澆道的另一端通過充型澆道和補縮澆道與模殼鑄件相連通，彎頭澆道的高度差為3—10cm；所述的充型澆道為弧形通道，直接與模殼鑄件的內(nèi)部相連通，所述的補縮澆道設置于模殼鑄件的一側。

另一個技術方案，一種中空通孔熔模模殼結構的使用方法，其特征在于：模殼結構焙燒至500-1200℃溫度后投入真空吸鑄設備中進行耐高溫合金小型鑄件的精密鑄造。其中，所述的耐高溫合金是指不銹鋼、合金鋼、鈦合金或者鈦鋁合金。

本發(fā)明所述的中空通孔熔模模殼結構是一種適合耐高溫合金真空吸鑄工藝的模殼結構，使其應用于高溫合金小型鑄件的精密鑄造。其中，中空通孔結構的設計保證了合金溶液的上升回落和氣體排放，使得充型階段合金溶液的能夠順利上升和泄壓階段中空通過內(nèi)的合金溶液迅速回流。模殼的上端設置平臺及通氣孔方便壓緊模殼和排氣；模殼鑄件部分依靠彎頭澆道和中空通孔連接，完成充型澆道和補縮澆道的連通，有利于鑄件充型和補縮。依靠這種結構的模殼應用于耐高溫合金真空吸鑄工藝中，安全系數(shù)高，鑄件組織致密，晶粒細小，縮孔縮松缺陷較低，得料率很可能達到90%以上，且節(jié)約鑄造能源80%以上。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一個實施例的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明合金液從中空通孔結構流入彎頭澆道的結構示意圖。

圖3為本發(fā)明一實施例的剖面結構示意圖。

圖4為本發(fā)明在真空吸鑄工藝實驗時模殼結構內(nèi)壓力變化曲線圖。

圖5為應用本發(fā)明的模殼結構所鑄造耐高溫不銹鋼鑄件的25倍金相圖。

附圖標記：

1-模殼結構，2-射加強連接件，3-外凸平臺，4-模殼鑄件，5-通氣孔，6-基臺，7-中空通孔，8-彎頭澆道，9-補縮澆道。

具體實施方式

參照圖1，本發(fā)明所述的一種中空通孔熔模模殼結構主體為中空通孔結構，中空通孔的上部設有向外凸起的平臺和通氣孔，平臺可以壓緊模殼結構，通氣孔則進行有效排氣；中空通孔的下部設有基座，基座與中空通孔的外壁之間設有加強連接件，有利于提高模殼結構的強度；進一步的，中空通孔的外壁上均布有模殼鑄件，所述的模殼鑄件與中空通過之間通過澆道系統(tǒng)相連，所述的澆道系統(tǒng)包括彎頭澆道、充型澆道和補縮澆道，上述澆道的設計，有利于充型和補縮。

所述的基座有立柱和設在立柱上的基臺構成，基臺的直徑大于外凸平臺的直徑，基臺上設有加強連接件；所述的加強連接件呈直角三角行，加強連接件分設在中空通孔的外壁四周。這里運用在模殼底部加強筋結構設計的目的是為了提高模殼強度，保證模殼在高溫并且充滿合金溶液的情況下依然不會破裂，提高模殼的穩(wěn)定性和使用壽命。

在一個實施例中，模殼結構的主體為中空通孔結構，中空通孔結構設計的目的是為了合金溶液的上升回落和氣體排放。保證充型階段合金溶液的順利上升和泄壓階段中空通過內(nèi)的合金溶液迅速回流。模殼結構的頂部設有外凸平臺，所述的外凸平臺的頂部設有通氣孔，所述的通氣孔呈半圓形的凹槽狀，半圓孔的凹槽結構則保證了通氣孔的開口部小，內(nèi)部空腔大，有利于空氣的快速擠壓出離，但使得合金溶液不易溢出，通氣孔的開放端與外凸平臺表面持平，通氣孔貫穿整個外凸平臺并與中空通孔內(nèi)部相連通。中空通孔結構底部為合金液流入口，頂部為合金液流出口，所述的通氣孔設有3-5個，所述的通氣孔均勻內(nèi)嵌于外凸平臺內(nèi)，通氣孔的直徑大于等于外凸平臺的厚度，這里通氣孔的底部與水平面之間存在一個夾角，夾角角度為5-1度，有利于熱空氣的快速流出，并保證合金液不溢出。

在一個實施例中，所述的彎頭澆道設置于模殼鑄件的上方，彎頭澆道的一端與中空通孔的內(nèi)部相連通，彎頭澆道的另一端通過充型澆道和補縮澆道與模殼鑄件相連通，彎頭澆道的高度差為3—10cm；所述的充型澆道為弧形通道，直接與模殼鑄件的內(nèi)部相連通，所述的補縮澆道設置于模殼鑄件的一側，所述的補縮澆道呈外凸的圓弧狀結構，該補縮澆道位于充型澆道的正下方，當合金液回流后，由于彎頭澆道內(nèi)的合金液便于中空通孔內(nèi)的合金液斷開，補縮澆道可以使得鑄件補縮并提高精密鑄件質(zhì)量。進一步，所述的彎頭澆道其與中空通孔連接的一端底面與水平面之間形成一個傾斜的夾角，所述的傾斜角度為3-5度。彎頭澆道的設置則保證流入鑄件的合金溶液不會隨中空通孔中的合金溶液回流。

在一個實施例中，設計好的模殼轉化成蠟模結構投入生產(chǎn)線進行射蠟、組樹、制殼、脫蠟、焙燒，其中模殼的制殼采用6層掛砂制殼工藝，用砂料包括鋯英砂、莫來石、鎂砂、硅砂中的一種或幾種混合組成；其中模殼焙燒溫度為500-1200℃任一溫度，將焙燒好的模殼裝入真空吸鑄設備中，使其下端與升液管配合，上端與壓緊件配合使模殼和升液管處于緊密配合狀態(tài)從而進行耐高溫合金小型鑄件的精密鑄造。這里所述的耐高溫合金是指不銹鋼、合金鋼、鈦合金或者鈦鋁合金。

在一個具體應用實施例中，首先，模殼結構在1100℃度中進行焙燒，然后將焙燒好的模殼裝入真空吸鑄設備中，使其下端與升液管配合，上端與壓緊件配合使模殼和升液管處于緊密配合狀態(tài)。充型階段，中空通孔結構迅速排氣使高溫合金溶液上升并充型處于懸掛狀態(tài)的鑄件。底部加強筋保障充滿合金溶液后模殼結構穩(wěn)定。泄壓狀態(tài)下中空通孔內(nèi)的合金溶液迅速回流，但處于懸掛狀態(tài)鑄件里的合金溶液將無法回流。彎頭交道將提供補縮并提高鑄件質(zhì)量。依靠此種結構的模殼生產(chǎn)出的耐高溫合金鑄件組織致密，晶粒細小，縮孔縮松缺陷較低，得料率很可能達到90%以上，且節(jié)約鑄造能源80%以上。所述的中空通孔結構設計的目的是為了合金溶液的上升回落和氣體排放。保證充型階段合金溶液的順利上升和泄壓階段中空通過內(nèi)的合金溶液迅速回流。所述的模殼底部加強筋結構設計的目的是為了提高模殼強度。保證模殼充滿合金溶液的情況下依然不會破裂。所述的模殼上端的平臺及通氣孔結構設計的目的分別是為了壓緊模殼和排氣。保證模殼和升液管之間緊密配合以及模殼排氣。所述的模殼鑄件部分依靠彎頭澆道和中空通孔連接結構的設計目的是為了補縮并提高精密鑄件質(zhì)量。保證流入鑄件的合金溶液不會隨中空通孔中的合金溶液回流。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了詳細描述，但其只作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對該實用進行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。