一种用于高温合金制件的精密螺纹铸造工艺
阅读说明：本技术 一种用于高温合金制件的精密螺纹铸造工艺 (Precise thread casting process for high-temperature alloy part ) 是由 孙玉祥 卢宝柱 李强 孙文建 王秀川 于 2021-09-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及合金件螺纹铸造的技术领域,特别是涉及一种用于高温合金制件的精密螺纹铸造工艺,其可以方便对体积较小、螺纹孔或其他较小孔径位置较为隐蔽的合金之间进行螺纹孔和较小孔径的加工,降低加工难度,提高加工效率；包括以下步骤：S1、制备含镁复合型芯；S2、制备带扁圆陶瓷芯的蜡模；S3、制备包蜡复合螺纹型芯；S4、蜡模组合；S5、依照设计工艺制作蜡树；S6、制备型壳；S7、焙烧型壳；S8、熔炼浇注；S9、切割并得到需要的制件。(The invention relates to the technical field of alloy part thread casting, in particular to a precise thread casting process for a high-temperature alloy part, which can conveniently process a threaded hole and a smaller aperture between alloys with smaller volume and more concealed threaded hole or other smaller aperture positions, reduce the processing difficulty and improve the processing efficiency; the method comprises the following steps: s1, preparing a magnesium-containing composite core; s2, preparing a wax mold with a flat round ceramic core; s3, preparing a wax-coated composite threaded core; s4, combining wax molds; s5, manufacturing the wax tree according to the design process; s6, preparing a shell; s7, roasting the shell; s8, smelting and pouring; and S9, cutting to obtain the required product.)
技术领域
本发明涉及合金件螺纹铸造的技术领域，特别是涉及一种用于高温合金制件的精密螺纹铸造工艺。
背景技术
高温合金铸件在生产过程中，其常见的生产流程为：蜡模成型、蘸浆、砂模成型、砂模干燥、蜡模融化、浇注、振壳、精加工等工艺，加工完成后的高温合金铸件在使用时经常需要与其他的铸件进行配合使用，因此需要在加工完成后的高温合金铸件上加工出螺纹孔或其他孔径，以方便将其与其他的合金铸件通过螺纹组合进行配合使用，但是当高温合金制件体积较小时，选取的钻头较细，在钻取螺纹孔或其他孔径的过程中，由于高温合金制件的硬度较高，钻头很容易发生折断的情况，或者当高温合金制件螺纹孔或其他孔径的加工处被遮挡时，不方便选取合适的螺纹孔和其他孔径的加工设备，从而导致对高温合金之间的螺纹孔和其他较小孔径加工的难度较高，加工效率较低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种可以方便对体积较小的螺纹孔或其他较小孔径位置较为隐蔽的合金之间进行螺纹孔和较小孔径的加工，降低加工难度，提高加工效率的用于高温合金制件的精密螺纹铸造工艺。
本发明的一种用于高温合金制件的精密螺纹铸造工艺，包括以下步骤：
S1、制备含镁复合型芯：按照高温合金之间所需要加工的螺纹孔的大小制备与螺纹孔内径相同的含镁复合型芯，并且含镁复合型芯外壁上设置有外螺纹；
S2、制备带扁圆陶瓷芯的蜡模：将扁圆陶瓷芯固定于铸件蜡模模具中，并将铸件蜡模模具组合，在模具中充入蜡液，冷却后脱模，得到带扁圆陶瓷芯的蜡模，并且蜡模上开设有多组圆柱孔；
S3、制备包蜡复合螺纹型芯：将制备成型的含镁复合型芯固定于包蜡模具中，并向其中注入蜡液，将含镁复合型芯带有螺纹的部分进行包蜡；
S4、蜡模组合：将包蜡复合螺纹型芯分别插入至带扁圆陶瓷芯的蜡模上形成的多组圆柱孔中，并通过间隙配合的方式使蜡模紧密结合，得到铸件蜡模；
S5、依照设计工艺制作蜡树：将多个组合后的铸件蜡模一同制作成蜡树；
S6、制备型壳：将制成的蜡树进行蘸浆裹砂，重复多次，在蜡树表面形成型壳；
S7、焙烧型壳：在形成的型壳焙烧定型，并使蜡树融化，蜡液排出后进行重复利用，得到空的型壳；
S8、熔炼浇注：将高温合金制件所用的合金高温熔炼后浇注至型壳中，冷却后振壳，使型壳脱落，得到与蜡树形状相同的高温合金制件树组；
S9、切割并得到需要的制件：在高温合金制件树组上按照使用要求将高温合金制件切割下来，并将含镁复合型芯和扁圆陶瓷芯采用喷砂的方式进行清理。
进一步的，所述含镁复合型芯和扁圆陶瓷芯均由镁砂、电刚玉、粘结剂及膨松剂在800℃下烧结制成。
进一步的，所述铸件蜡模模具包括底模、顶模、左侧抽芯和右侧抽芯，所述左侧抽芯和右侧抽芯均可以插入至顶模与下模之间，并且左侧抽芯和右侧抽芯与顶模和下模组成完整的铸件蜡模模具，扁圆陶瓷芯设置于下模内壁上，并在铸件蜡模模具中形成蜡模，扁圆陶瓷芯结合于蜡模两侧，形成的蜡模上开设有多组圆柱孔。
进一步的，所述包蜡复合螺纹型芯的包蜡厚度为0.5mm。
进一步的，所述包蜡模具包括上模、中模和下模，下模上设置有多组固定槽，含镁复合型芯分别插入至多组固定槽中，并将中模和上模依次的结合在下模上，得到包蜡模具，并向其中注蜡，在含镁复合型芯上包覆蜡层。
进一步的，所述蜡树包括树轴，所述树轴上设置有多组横浇口，多组铸件蜡模上均设置有蜡模浇口，并且多组铸件蜡模通过蜡模浇口与横浇口结合，树轴上设置有模头，所述模头通过多组加强筋与最上侧的横浇口连接。
与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明采用含镁复合型芯和扁圆陶瓷芯提前与蜡模结合，使蜡模上预留出体积较小的螺纹孔或其他较小孔径的位置，再将含镁复合型芯和扁圆陶瓷芯与型壳结合固定，蜡模熔化后，含镁复合型芯和扁圆陶瓷芯直接固定于型壳内壁上，再通过浇注的方式在型壳内部形成高温合金制件树组，最后将需要的铸件切割下来，并将含镁复合型芯和扁圆陶瓷芯通过喷砂的方法去除即可。采用含镁复合型芯和扁圆陶瓷芯铸造而成的螺纹孔或较小体积的孔径，能有效提高螺纹的精度，且陶瓷芯并具有良好的退让性，成型后的螺纹尺寸准确，螺纹内孔易清理，大大减少了尺寸偏差和变形等铸造缺陷，从而可以避免对体积较小的螺纹孔或其他较小孔径位置较为隐蔽的合金之间进行螺纹孔和较小孔径的加工，降低了加工难度，提高加工效率。
附图说明
图1为铸件蜡模模具的结构示意图；
图2为包蜡模具的结构示意图；
图3为含镁复合型芯的结构示意图；
图4是带有含镁复合型芯和扁圆陶瓷芯的蜡模的结构示意图：
图5是图4中A-A面的剖面结构示意图；
图6是蜡模的俯视图；
图7是蜡树的结构示意图；
附图中标记：1、底模；2、顶模；3、左侧抽芯；4、右侧抽芯；5、扁圆陶瓷芯；6、蜡模；7、上模；8、中模；9、下模；10、含镁复合型芯；11、树轴；12、横浇口；13、蜡模浇口；14、模头；15、加强筋。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种用于高温合金制件的精密螺纹铸造工艺，包括以下步骤：
S1、制备含镁复合型芯：按照高温合金之间所需要加工的螺纹孔的大小制备与螺纹孔内径相同的含镁复合型芯，并且含镁复合型芯外壁上设置有外螺纹，含镁复合型芯由镁砂、电刚玉、粘结剂及膨松剂在800℃下烧结制成，并按照同样的方式生产扁圆陶瓷芯；
S2、制备带扁圆陶瓷芯的蜡模：将扁圆陶瓷芯固定于铸件蜡模模具中，并将铸件蜡模模具组合，在模具中充入蜡液，冷却后脱模，得到带扁圆陶瓷芯的蜡模，并且蜡模上开设有多组圆柱孔；
铸件蜡模模具包括底模、顶模、左侧抽芯和右侧抽芯，所述左侧抽芯和右侧抽芯均可以插入至顶模与下模之间，并且左侧抽芯和右侧抽芯与顶模和下模组成完整的铸件蜡模模具，扁圆陶瓷芯设置于下模内壁上，并在铸件蜡模模具中形成蜡模，扁圆陶瓷芯结合于蜡模两侧，形成的蜡模上开设有多组圆柱孔；
S3、制备包蜡复合螺纹型芯：将制备成型的含镁复合型芯固定于包蜡模具中，并向其中注入蜡液，将含镁复合型芯带有螺纹的部分进行包蜡；
包蜡模具包括上模、中模和下模，下模上设置有多组固定槽，含镁复合型芯分别插入至多组固定槽中，并将中模和上模依次的结合在下模上，得到包蜡模具，并向其中注蜡，在含镁复合型芯上包覆蜡层，并且包蜡复合螺纹型芯的包蜡厚度为0.5mm；
S4、蜡模组合：将包蜡复合螺纹型芯分别插入至带扁圆陶瓷芯的蜡模上形成的多组圆柱孔中，并通过间隙配合的方式使蜡模紧密结合，得到铸件蜡模；
S5、依照设计工艺制作蜡树：将多个组合后的铸件蜡模一同制作成蜡树，蜡树包括树轴，所述树轴上设置有多组横浇口，多组铸件蜡模上均设置有蜡模浇口，并且多组铸件蜡模通过蜡模浇口与横浇口结合，树轴上设置有模头，所述模头通过多组加强筋与最上侧的横浇口连接；
S6、制备型壳：将制成的蜡树进行蘸浆裹砂，重复多次，在蜡树表面形成型壳；
S7、焙烧型壳：在形成的型壳焙烧定型，并使蜡树融化，蜡液排出后进行重复利用，得到空的型壳；
S8、熔炼浇注：将高温合金制件所用的合金高温熔炼后浇注至型壳中，冷却后振壳，使型壳脱落，得到与蜡树形状相同的高温合金制件树组；
S9、切割并得到需要的制件：在高温合金制件树组上按照使用要求将高温合金制件切割下来，并将含镁复合型芯和扁圆陶瓷芯采用喷砂的方式进行清理。
经过多次试验，保持浇铸温度相同，并调整不同的焙烧温度，得到以下试验数据：
实施例2
一种用于高温合金制件的精密螺纹铸造工艺，包括以下步骤：
S1、制备含镁复合型芯：按照高温合金之间所需要加工的螺纹孔的大小制备与螺纹孔内径相同的含镁复合型芯，并且含镁复合型芯外壁上设置有外螺纹，含镁复合型芯由镁砂、电刚玉、粘结剂及膨松剂在800℃下烧结制成，并按照同样的方式生产扁圆陶瓷芯；
S2、制备带扁圆陶瓷芯的蜡模：将扁圆陶瓷芯固定于铸件蜡模模具中，并将铸件蜡模模具组合，在模具中充入蜡液，冷却后脱模，得到带扁圆陶瓷芯的蜡模，并且蜡模上开设有多组圆柱孔；
铸件蜡模模具包括底模、顶模、左侧抽芯和右侧抽芯，所述左侧抽芯和右侧抽芯均可以插入至顶模与下模之间，并且左侧抽芯和右侧抽芯与顶模和下模组成完整的铸件蜡模模具，扁圆陶瓷芯设置于下模内壁上，并在铸件蜡模模具中形成蜡模，扁圆陶瓷芯结合于蜡模两侧，形成的蜡模上开设有多组圆柱孔；
S3、制备包蜡复合螺纹型芯：将制备成型的含镁复合型芯固定于包蜡模具中，并向其中注入蜡液，将含镁复合型芯带有螺纹的部分进行包蜡；
包蜡模具包括上模、中模和下模，下模上设置有多组固定槽，含镁复合型芯分别插入至多组固定槽中，并将中模和上模依次的结合在下模上，得到包蜡模具，并向其中注蜡，在含镁复合型芯上包覆蜡层，并且包蜡复合螺纹型芯的包蜡厚度为0.5mm；
S4、蜡模组合：将包蜡复合螺纹型芯分别插入至带扁圆陶瓷芯的蜡模上形成的多组圆柱孔中，并通过间隙配合的方式使蜡模紧密结合，得到铸件蜡模；
S5、依照设计工艺制作蜡树：将多个组合后的铸件蜡模一同制作成蜡树，蜡树包括树轴，所述树轴上设置有多组横浇口，多组铸件蜡模上均设置有蜡模浇口，并且多组铸件蜡模通过蜡模浇口与横浇口结合，树轴上设置有模头，所述模头通过多组加强筋与最上侧的横浇口连接；
S6、制备型壳：将制成的蜡树进行蘸浆裹砂，重复多次，在蜡树表面形成型壳；
S7、焙烧型壳：在形成的型壳焙烧定型，并使蜡树融化，蜡液排出后进行重复利用，得到空的型壳；
S8、熔炼浇注：将高温合金制件所用的合金高温熔炼后浇注至型壳中，冷却后振壳，使型壳脱落，得到与蜡树形状相同的高温合金制件树组；
S9、切割并得到需要的制件：在高温合金制件树组上按照使用要求将高温合金制件切割下来，并将含镁复合型芯和扁圆陶瓷芯采用喷砂的方式进行清理。
经过多次试验，保持焙烧温度相同，并调整不同的浇铸温度，得到以下试验数据：
实施例3
一种用于高温合金制件的精密螺纹铸造工艺，包括以下步骤：
S1、制备含镁复合型芯：按照高温合金之间所需要加工的螺纹孔的大小制备与螺纹孔内径相同的含镁复合型芯，并且含镁复合型芯外壁上设置有外螺纹，含镁复合型芯由镁砂、电刚玉、粘结剂及膨松剂在800℃下烧结制成，并按照同样的方式生产扁圆陶瓷芯；
S2、制备带扁圆陶瓷芯的蜡模：将扁圆陶瓷芯固定于铸件蜡模模具中，并将铸件蜡模模具组合，在模具中充入蜡液，冷却后脱模，得到带扁圆陶瓷芯的蜡模，并且蜡模上开设有多组圆柱孔；
铸件蜡模模具包括底模、顶模、左侧抽芯和右侧抽芯，所述左侧抽芯和右侧抽芯均可以插入至顶模与下模之间，并且左侧抽芯和右侧抽芯与顶模和下模组成完整的铸件蜡模模具，扁圆陶瓷芯设置于下模内壁上，并在铸件蜡模模具中形成蜡模，扁圆陶瓷芯结合于蜡模两侧，形成的蜡模上开设有多组圆柱孔；
S3、制备包蜡复合螺纹型芯：将制备成型的含镁复合型芯固定于包蜡模具中，并向其中注入蜡液，将含镁复合型芯带有螺纹的部分进行包蜡；
包蜡模具包括上模、中模和下模，下模上设置有多组固定槽，含镁复合型芯分别插入至多组固定槽中，并将中模和上模依次的结合在下模上，得到包蜡模具，并向其中注蜡，在含镁复合型芯上包覆蜡层，并且包蜡复合螺纹型芯的包蜡厚度为0.5mm；
S4、蜡模组合：将包蜡复合螺纹型芯分别插入至带扁圆陶瓷芯的蜡模上形成的多组圆柱孔中，并通过间隙配合的方式使蜡模紧密结合，得到铸件蜡模；
S5、依照设计工艺制作蜡树：将多个组合后的铸件蜡模一同制作成蜡树，蜡树包括树轴，所述树轴上设置有多组横浇口，多组铸件蜡模上均设置有蜡模浇口，并且多组铸件蜡模通过蜡模浇口与横浇口结合，树轴上设置有模头，所述模头通过多组加强筋与最上侧的横浇口连接；
S6、制备型壳：将制成的蜡树进行蘸浆裹砂，重复多次，在蜡树表面形成型壳；
S7、焙烧型壳：在形成的型壳焙烧定型，并使蜡树融化，蜡液排出后进行重复利用，得到空的型壳；
S8、熔炼浇注：将高温合金制件所用的合金高温熔炼后浇注至型壳中，冷却后振壳，使型壳脱落，得到与蜡树形状相同的高温合金制件树组；
S9、切割并得到需要的制件：在高温合金制件树组上按照使用要求将高温合金制件切割下来，并将含镁复合型芯和扁圆陶瓷芯采用喷砂的方式进行清理。
经过多次试验，保持焙烧温度和浇铸温度相同，并调整不同的浇铸时间，得到以下试验数据：
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
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