[发明专利]壳模烧结装置和方法

说明书

本发明公开了一种壳模烧结装置和方法，属于精密铸造技术领域。所述壳模烧结装置包括烧结内腔，烧结内腔内设置有壳模放置平台，壳模烧结装置为电热炉，壳模放置平台的上表面设置有多排凹槽，凹槽沿烧结内腔的长度方向延伸；烧结内腔内设置有用于提供空气的第一进气管，第一进气管连接有鼓风装置，第一进气管上设置有方向朝向凹槽的第一喷嘴；烧结内腔内还设置有用于提供可燃性气体或液体的第二喷嘴；烟气出口的高度高于壳模放置平台的高度。本发明能够大大缩短烧蜡阶段的时间，并且使得在烧蜡阶段结束后烧结炉内尽快由高氧变为低氧或无氧环境，壳模中所加入的碳粉没有被燃烧消耗，确保了壳模的质量，从而提高了铸件的品质。

技术领域

本发明涉及精密铸造工艺，特别涉及一种壳模烧结装置和方法。

背景技术

精密铸造是相对于传统铸造工艺而言的一种铸造方法，它能够获得相对准确的形状和较高的铸造精度。精密铸造的工艺过程为：首先，制作蜡模，该蜡模与所需铸造的产品大小形状相一致；然后，在所制作的蜡模表面形成陶壳；随后，对所述陶壳进行脱蜡处理(将其内部的蜡模熔化后去除)；之后，在高温下烧结陶壳；最后，向烧结后的陶壳内浇注金属材料，待金属材料冷却凝固后，破碎去除所述陶壳，得到的铸件即为所需的产品。

在上述工艺过程中，陶壳的制作至关重要，它的质量好坏决定了铸件的优劣。目前，陶壳制作通常采用的方法为：壳模法，具体地常采用水溶性硅溶胶制壳法，该方法在制作陶壳时，是使用耐火材料配制不同的浆料与砂，一层浆一层砂逐渐一层层的堆集在蜡模表面，制成所需要厚度的陶壳。然后，将制得的陶壳干燥、脱蜡并放入烧结炉内于900～1400℃下高温烧结。由于烧结是壳模制作必不可少的一步环节，因此，烧结的好坏直接影响到壳模质量，以及最终铸件的质量。

发明人的在先申请CN105903898A公开了一种壳模烧结方法及使用该方法的烧结装置，其采用分段式加热方法，将壳模烧结过程分为了烧蜡阶段和烧结阶段，烧蜡阶段保证烧结环境内有充足的氧与蜡进行充分燃烧反应，使得制得的壳模内几乎不存在因为残蜡碳化形成的残碳，避免了因此产生的浇注时的钢水喷溅问题及铸件有穿入性气孔的问题。同时，在烧结阶段尽可能降低烧结环境内的氧浓度，避免了壳模内的碳粉在烧结阶段就完全燃烧完，致使壳模浇注钢水时发生严重的模壁反应现象。

发明人在进一步的研究过程中发现，该在先申请在一定程度上仍然存在以下问题：

1、在烧蜡阶段(要求高氧低温)，其维持烧结炉内有充足的氧含量(即高氧)，炉内温度为600℃～800℃(相对于烧结温度来说属于低温)，维持时间为5～20min，在此条件下，由于氧含量充足、炉内温度较高且维持时间较长，所以壳模中所加入的碳粉仍有可能部分被燃烧消耗掉，从而减弱了碳粉对壳模的保护作用，仍会在一定程度上发生模壁反应；

2、在烧结阶段(要求低氧高温)，其是通过关闭鼓风装置和排风烟道的方式来控制烧结炉内为低氧或无氧环境，然而在烧蜡阶段结束时，由于烧结炉内的氧含量仍处于较高水平，这些残留的氧在烧结阶段仍会继续消耗壳模中所加入的碳粉，进一步减弱了碳粉对壳模的保护作用，增加了模壁反应发生的几率。

此外，在壳模的连续化生产中，第一炉壳模从烧结炉中取出后，炉内温度大约在900℃左右，当放入第二炉壳模时，炉内温度仍会较高，当对第二炉壳模进行烧蜡时，一旦壳模温度升高，在高氧环境下，壳模中所加入的碳粉就有可能会开始被陆续燃烧消耗，所以有必要缩短烧蜡阶段的时间(缩短高氧的时间)，并尽可能的使得在烧蜡阶段结束后烧结炉内尽快由高氧变为低氧或无氧环境，以减少壳模中所加入的碳粉的消耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种壳模烧结装置和方法，其能够大大缩短烧蜡阶段的时间，并且使得在烧蜡阶段结束后烧结炉内尽快由高氧变为低氧或无氧环境，减少壳模中所加入的碳粉的消耗。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：