[發明專利]一種基于選區激光粉末燒結快速成型技術應用的熔模鑄造型腔清潔方法

無效

• 申請號: 201110393115.8
• 申請日: 2011-11-26
• 公開（公告）號: CN103128229A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 文明;藍勇
• 申請（專利權）人: 東風精密鑄造有限公司
• 主分類號: B22C7/02
• 分類號: B22C7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及選區激光粉末燒結快速成型技術在熔模鑄造中的應用，它提供了一種型腔清潔方法，用于提高熔模鑄件的內在和表面質量。

背景技術

選區激光粉末燒結快速成型技術(以下簡稱SLS技術)是快速成型技術方法之一，也是較早在熔模鑄造領域應用的快速成型技術方法之一。

SLS技術所使用的燒結材料為高分子的復合粉料，由成型機燒制的原型，經過后處理，成為蠟模(或稱零件，下同)，但這種蠟模與傳統熔模鑄造實際使用的蠟料有所不同，表現為熔點高(約180℃)，在脫蠟工序不能被熔解(或汽化)脫去，必須在焙燒工序燒蝕掉，實驗表明：模組焙燒是一個非常復雜的物理化學變化過程，包括蠟模熔化沿澆道流出、氣化分解、部分碳化形成余留殘渣滯留于型腔內。

工程試驗表明，余留殘渣對鑄件質量影響是致命的。在SLS技術應用初期和較長一段時間內，一般在模組一次焙燒后，采取多種方法清潔型腔：①溫水清洗；②有機溶劑(如酒精等)清洗；③氣流吹除余留殘渣；④以上幾種方法組合使用等；之后再進行二次焙燒，且對焙燒環境條件要求較高。

模組解剖實驗表明：即便清潔型腔后進行二次焙燒，余留殘渣仍然難以完全燒蝕殆盡，經不完全稱重試驗統計，其余留殘渣含量達0.25～0.5％(質量分數)，澆注充型時鋼水(或金屬液)會沖刷這些余留殘渣并使其卷入金屬液中，從而使鑄件出現氣孔、夾雜及局部形狀不完整等鑄造缺陷。

清潔的型腔是保證鑄件內在和表面質量的重要前提條件之一，上述鑄造缺陷不僅影響了鑄件質量，也使SLS技術在熔模鑄造中的應用產生了一些不適應和困擾【參見《熔模鑄造手冊》，第20章，計算機技術在熔模鑄造中應用，第560頁，中國鑄造協會編，機械工業出版社，2006年版】。

發明內容

一般情況下，蠟模在模組中的位置確定后，其存在有1個頂端(即最高點)和多個次頂端(即次高點)；而在模組倒立(即澆口杯朝下)時，其1個頂端和多個次頂端就轉換為1個最低端(即最低點)或多個次低端(即次低點)。模組解剖實驗表明，模組(倒立)焙燒后，蠟模余留殘渣總是聚集在蠟模型腔的最低端和次低端部位。

基于以上分析和事實，為解決SLS技術在熔模鑄造應用中存在的型腔清潔問題，本發明提供了一種清潔方法，其技術方案是：

1、模組組裝時，在蠟模的頂端(或多個次頂端)與模組直澆道(或澆口杯)之間設置引流通道，便于模組(倒立)焙燒時將液態蠟模引流至澆注系統以外，稱為排渣道；

2、模組組裝時，在蠟模的頂端(或多個次頂端)設置一種容器，便于模組(倒立)焙燒時蠟模余留殘渣聚集于這種容器內，稱為集渣器；

以上設置排渣道和集渣器的方法可以單獨使用，也可以組合使用，應視具體情況靈活掌握。

本發明的有益效果是，有效地控制模組(倒立)焙燒時液態蠟模的流動排除和余留殘渣的聚集，改善了型殼型腔清潔度，進而使鑄件內在和表面質量得到保證，操作實施簡單易行，模組適應各種焙燒環境(電阻爐、燃油爐、臺車爐、回轉爐、連續貫通式爐等)，無需人工干預清潔型腔和二次焙燒。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明方法做進一步說明。

圖1為由SLS技術制作的蠟模立體圖。

圖中，1.蠟模；2.內澆口。

圖2為本發明技術方案實施圖。

圖中，1.排渣道；2.集渣器；3.集渣器；4.蠟模；5.內澆口；6.直澆道；7.澆口杯；8.懸空裝置；9.頂端；10.頂端；11.次頂端。

具體實施方式

在圖2中，模組組裝工序時，蠟模(4)在模組中位置得到確定，澆口杯(7)杯口朝上時，蠟模(4)具有頂端(9)、頂端(10)和次頂端(11)。

1、焊接排渣道的具體方法為：

在圖2中，在蠟模(4)的頂端(9)與澆口杯(7)和直澆道(6)之間焊接排渣道(1)，排渣道(1)的截面直徑尺寸約為蠟模(4)頂端壁厚的1/3～3/4，長度以形成與直澆道(6)和澆口杯(7)軸線約成45°夾角，且有利于焙燒工序時液態蠟模(4)的引流排除為宜。

2、焊接集渣器的具體方法為：

在圖2中，在蠟模(4)的頂端(10)和次頂端(11)焊接集渣器(2)(3)，集渣器(2)(3)的截面(直徑)尺寸約為蠟模(4)頂端(10)、次頂端(11)壁厚的約1/3～3/4，伸出長度為壁厚的1/2～2倍為宜。