[发明专利]一种一体式叶轮砂芯的制作方法

说明书

技术领域

一种一体式叶轮砂芯的制作方法，属于叶轮铸造工艺技术领域。

背景技术

脱硫泵属于悬臂式单级单吸离心泵，是一种能适应各种不同工艺条件的泵。如输送酸、碱性清液或料浆，硫酸行业各种烯酸，环保行业各种污水，应用范围十分广泛。脱硫泵的两大性能参数流量和扬程和其核心部件叶轮的质量密不可分。因此，提高叶轮的铸造质量对脱硫泵的整体性能大为重要。叶轮既指装有动叶的轮盘，是冲动式汽轮机转子的组成部分。又指轮盘与安装其上的转动叶片的总称。脱硫泵叶轮铸件的生产，传统的工艺大都采用组合芯砂铸，因为叶轮中的叶片根据其水力模型图分析，叶片较薄，弯曲比较大，如果制作实样叶片从砂中取出几乎是不可能。因此，现有技术中，采用组合砂芯的方法制作叶轮，组合砂芯即整个砂芯由多个单元拼接组合而成。然而，申请人在研究中发现：采用组合砂芯生产出的叶轮尺寸精度较差；申请人通过研究发现产生该问题的原因是：组合砂芯的相邻单元之间存在拼接缝隙、单元的拼接位置难以完全准确，造成叶轮尺寸精度较差；并且由于现有的制作方法中组合砂芯的拼接费时费力，工人劳动强度较大，易造成人为误差，致使组合后的砂芯精度低，采用该砂芯获得叶轮尺寸精度较差。申请人在研究中发现：如直接采用金属材质的叶片生产一体式叶轮砂芯，则生产过程中所用的金属材质的叶片无法从砂芯中取出；如直接采用发泡叶片制作，由于发泡叶片材质较软，容易变形，很难在砂芯中稳定的固定，致使砂芯生产获得的叶轮精度降低，叶片表面粗糙，从而影响脱硫泵的性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种一体式叶轮砂芯的制作方法，该方法方法成本低廉，获得的砂芯精度高并且成一体式结构，采用该方法获得的砂芯生产叶轮，可显著提高了叶轮的尺寸精度，提高了脱硫泵整机的性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该一体式叶轮砂芯的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

a）使用注蜡机浇注叶片模具获得多个蜡制叶片；

b）在芯盒的底面上数控加工多个用于连接蜡制叶片的定位槽，将蜡制叶片插入芯盒底面的定位槽插接固定，叶片与定位槽紧密贴合，并放入焊接好的芯骨；

c）向芯盒中注入经混制的水玻璃砂，使蜡制叶片完全埋入水玻璃砂中，芯盒中冲入CO₂气体使水玻璃砂固化，获得含有蜡制叶片的砂芯；

d）将含有蜡制叶片的砂芯从芯盒中取出，烘烤含有蜡制叶片的砂芯使蜡制叶片从砂芯中熔化脱出，降至室温，获得一体式叶轮砂芯；使用锆英粉涂料将一体式叶轮砂芯的叶片成型区域进行表面流涂，然后将一体式叶轮砂芯点火烘干。

所述的蜡制叶片上设有用于和定位槽卡接的叶片底座，叶片底座的形状与定位槽的形状相适应。

所述的定位槽成弧形，多个定位槽以芯盒轴心为对称轴对称分布在芯盒的底面上。

步骤b）中所述的蜡制叶片在与芯盒的底面连接前，需使用锡箔纸将蜡制叶片的正反两面进行包裹。

步骤d）中所述的砂芯烘烤温度为160~200℃。

步骤a）中所述的叶片模具根据叶轮的水力模型图进行制作。

与现有技术相比，本发明的一体式叶轮砂芯的制作方法所具有的有益效果是：本发明降低了模具成本，简化了铸造厂工人的操作步骤。定位槽在芯盒上的加工方法采用数控加工，数控加工相比其他加工方法具有加工速度快，获得的定位槽精度更高。蜡制叶片优选中温模料制作，其特点是收缩较小，尺寸稳定性好，表面光洁。蜡制叶片可在与芯盒连接前使用锡箔纸包裹，以防止蜡制叶片表面受水玻璃砂磨损；待烘烤至蜡制叶片熔化脱出后锡箔纸可轻易取出，降低了造型工的劳动强度，提高了铸件的质量。装有蜡制叶片的芯盒在填入水玻璃砂之前，为了加快填砂速度，可在芯盒内活动连接芯骨来辅助填砂。并且，砂芯中预置芯骨可以便于吊装。芯骨上设有多个用于吊装的吊扣，吊扣用于在说玻璃砂固化前将芯骨从芯盒中吊装取出。本发明所获得的铸件的尺寸达到了图纸要求，保证了泵的性能。具体实施方式综上所述，叶轮砂芯通过上述工艺改进后，大大提高了叶轮的尺寸精度。叶片均匀等分，操作者的劳动强度得到改善，叶轮铸件成型后，表面质量也得到了很大的改善，从而提高了脱硫泵整机的性能参数。

附图说明

图1是蜡制叶片的顶部结构示意图。

图2是蜡制叶片的底部结构示意图。

图3是蜡制叶片的剖视结构示意图。

图4是芯盒的结构示意图。

图5是芯盒的俯视图。

图6是图5芯盒的A-A面剖视图。

图7是芯盒和蜡制叶片的安装示意图。