[发明专利]用于叶片类铸件熔模精铸的制壳方法及模壳

说明书

本发明适用于铸造技术领域，提供了一种用于叶片类铸件熔模精铸的制壳方法及模壳。所述方法包括步骤：制作与叶片对应的蜡模，并通过所述蜡模制作内壳；使用耐高温材料制作与叶片进气边、排气边棱角形状相适应的弯钩形状陶瓷夹；将所述陶瓷夹用粘接剂粘接到所述内壳上对应叶片的进气边、排气边棱角位置；完成陶瓷夹的粘接后制作外壳形成完整的模壳，所述外壳包裹所述内壳及所陶瓷夹。由于高强度陶瓷夹的箍钳作用和模壳的局部增厚，使铸件棱角处的模壳强度大大提高，避免了模壳在脱蜡和浇注时开裂。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，尤其涉及一种用于叶片类铸件熔模精铸的制壳方法及模壳。

背景技术

熔模精密铸造是一种先进的铸造方法，具有产品尺寸精度和表面光洁度高的特点，特别适用于形状复杂的零部件例如航空发动机的涡轮叶片。熔模精铸首先要用压蜡机压制出形状和尺寸与产品相同的蜡模。再将多个蜡模通过焊接的方式组装成蜡树，并焊装上浇注系统。对组装好的蜡树用反复粘浆淋砂的方式制成多层的陶瓷模壳，经脱蜡和焙烧后用于金属液的浇注，冷却后得到所需的铸件。由于铸件的外形凹凸不平，粘浆淋砂时堆积条件不同，造成模壳的厚度严重不均匀的特征。如图1所示，例如涡轮叶片在叶身的排气边2和进气边3具有尖锐的外凸棱角，其蜡模1在粘浆淋砂的过程中进气边3和排气边2难以堆积足够的浆料和砂粒，此区域形成的模壳4厚度要明显小于平均厚度，更是小于叶盆41这种内凹的部位(外凸处为叶背42)。在脱蜡时由于蜡模1受热膨胀，在对应叶片的进排气边由于应力集中和壳薄强度低，极易发生模壳的开裂。即使脱蜡时没有问题，在浇注时模壳受到金属液的强烈冲击，也易于造成模壳在进排气边这些薄壁处开裂。模壳开裂的结果轻则造成铸件的缺陷，重则引起金属液漏出，造成设备的损坏。为了防止模壳的开裂，一般采用增加制壳层数从而增加整体模壳厚度和强度的方法。但这会直接增加制壳材料的消耗和制壳时间周期的延长，更重要的是使模壳壁厚不均匀的现象更加严重，铸件内凹处如叶盆处的模壳本来就太厚，现在增厚更多，使得凝固时的散热条件变得更加恶劣，缺陷增多，质量下降。

发明内容

本发明提供一种用于叶片类铸件熔模精铸的制壳方法及模壳，旨在解决现有陶瓷模壳在脱蜡和浇注时开裂的问题。

本发明是这样实现的，提供了一种用于叶片类铸件熔模精铸的制壳方法，包括步骤：

制作与叶片对应的蜡模，并通过所述蜡模制作内壳；

使用耐高温陶瓷材料制作与叶片进气边、排气边棱角形状相适应的弯钩形状陶瓷夹；

将所述陶瓷夹用粘接剂粘接到所述内壳上对应叶片的进气边、排气边棱角位置；

完成陶瓷夹的粘接后制作外壳形成完整的模壳，所述外壳包裹所述内壳及所陶瓷夹。

优选的，所述制作陶瓷夹的步骤包括：

使用陶瓷材料进行压型、烧制。优选的，所述陶瓷夹的厚度为1-5mm，宽度为2-20mm，长度为10-50mm。

优选的，所述内壳的层数为一层或多层。

优选的，所述粘接剂为制壳时的浆料。

优选的，设有所述陶瓷夹的模壳厚度形成局部增厚结构。

一种用于叶片类铸件的模壳，包括：基于蜡模形状制作的内壳、粘接在内壳上的陶瓷夹、以及外壳；所述陶瓷夹设置于对应叶片排气边和进气边的棱角位置处，所述外壳形成于内壳表面并包裹所述陶瓷夹。

优选的，所述陶瓷夹使用刚玉材料进行压型、烧制而成。

优选的，所述陶瓷夹的厚度为1-5mm，宽度为2-20mm，长度为10-50mm。

优选的，所述内壳的层数为一层或多层。