[发明专利]一种基于选区激光粉末烧结快速成型技术应用的熔模铸造型腔清洁方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及选区激光粉末烧结快速成型技术在熔模铸造中的应用，它提供了一种型腔清洁方法，用于提高熔模铸件的内在和表面质量。

背景技术

选区激光粉末烧结快速成型技术(以下简称SLS技术)是快速成型技术方法之一，也是较早在熔模铸造领域应用的快速成型技术方法之一。

SLS技术所使用的烧结材料为高分子的复合粉料，由成型机烧制的原型，经过后处理，成为蜡模(或称零件，下同)，但这种蜡模与传统熔模铸造实际使用的蜡料有所不同，表现为熔点高(约180℃)，在脱蜡工序不能被熔解(或汽化)脱去，必须在焙烧工序烧蚀掉，实验表明：模组焙烧是一个非常复杂的物理化学变化过程，包括蜡模熔化沿浇道流出、气化分解、部分碳化形成余留残渣滞留于型腔内。

工程试验表明，余留残渣对铸件质量影响是致命的。在SLS技术应用初期和较长一段时间内，一般在模组一次焙烧后，采取多种方法清洁型腔：①温水清洗；②有机溶剂(如酒精等)清洗；③气流吹除余留残渣；④以上几种方法组合使用等；之后再进行二次焙烧，且对焙烧环境条件要求较高。

模组解剖实验表明：即便清洁型腔后进行二次焙烧，余留残渣仍然难以完全烧蚀殆尽，经不完全称重试验统计，其余留残渣含量达0.25～0.5％(质量分数)，浇注充型时钢水(或金属液)会冲刷这些余留残渣并使其卷入金属液中，从而使铸件出现气孔、夹杂及局部形状不完整等铸造缺陷。

清洁的型腔是保证铸件内在和表面质量的重要前提条件之一，上述铸造缺陷不仅影响了铸件质量，也使SLS技术在熔模铸造中的应用产生了一些不适应和困扰【参见《熔模铸造手册》，第20章，计算机技术在熔模铸造中应用，第560页，中国铸造协会编，机械工业出版社，2006年版】。

发明内容

一般情况下，蜡模在模组中的位置确定后，其存在有1个顶端(即最高点)和多个次顶端(即次高点)；而在模组倒立(即浇口杯朝下)时，其1个顶端和多个次顶端就转换为1个最低端(即最低点)或多个次低端(即次低点)。模组解剖实验表明，模组(倒立)焙烧后，蜡模余留残渣总是聚集在蜡模型腔的最低端和次低端部位。

基于以上分析和事实，为解决SLS技术在熔模铸造应用中存在的型腔清洁问题，本发明提供了一种清洁方法，其技术方案是：

1、模组组装时，在蜡模的顶端(或多个次顶端)与模组直浇道(或浇口杯)之间设置引流通道，便于模组(倒立)焙烧时将液态蜡模引流至浇注系统以外，称为排渣道；

2、模组组装时，在蜡模的顶端(或多个次顶端)设置一种容器，便于模组(倒立)焙烧时蜡模余留残渣聚集于这种容器内，称为集渣器；

以上设置排渣道和集渣器的方法可以单独使用，也可以组合使用，应视具体情况灵活掌握。

本发明的有益效果是，有效地控制模组(倒立)焙烧时液态蜡模的流动排除和余留残渣的聚集，改善了型壳型腔清洁度，进而使铸件内在和表面质量得到保证，操作实施简单易行，模组适应各种焙烧环境(电阻炉、燃油炉、台车炉、回转炉、连续贯通式炉等)，无需人工干预清洁型腔和二次焙烧。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明方法做进一步说明。

图1为由SLS技术制作的蜡模立体图。

图中，1.蜡模；2.内浇口。

图2为本发明技术方案实施图。

图中，1.排渣道；2.集渣器；3.集渣器；4.蜡模；5.内浇口；6.直浇道；7.浇口杯；8.悬空装置；9.顶端；10.顶端；11.次顶端。

具体实施方式

在图2中，模组组装工序时，蜡模(4)在模组中位置得到确定，浇口杯(7)杯口朝上时，蜡模(4)具有顶端(9)、顶端(10)和次顶端(11)。

1、焊接排渣道的具体方法为：

在图2中，在蜡模(4)的顶端(9)与浇口杯(7)和直浇道(6)之间焊接排渣道(1)，排渣道(1)的截面直径尺寸约为蜡模(4)顶端壁厚的1/3～3/4，长度以形成与直浇道(6)和浇口杯(7)轴线约成45°夹角，且有利于焙烧工序时液态蜡模(4)的引流排除为宜。

2、焊接集渣器的具体方法为：

在图2中，在蜡模(4)的顶端(10)和次顶端(11)焊接集渣器(2)(3)，集渣器(2)(3)的截面(直径)尺寸约为蜡模(4)顶端(10)、次顶端(11)壁厚的约1/3～3/4，伸出长度为壁厚的1/2～2倍为宜。