[發明專利]一種流量計用鋁基合金旋轉葉輪快速成型及表面硬化耐腐工藝

有效

• 申請號: 201611224534.8
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN107350755B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 張浩為
• 申請（專利權）人: 浙江裕順儀表有限公司
• 主分類號: B23P15/02
• 分類號: B23P15/02
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發明提供一種流量計用鋁基合金旋轉葉輪快速成型及表面硬化耐腐工藝，包括如下步驟：采用硅溶膠復合鑄造成型的鋁基合金旋轉葉輪；葉輪表面制絨：包括表面車銑加工、超聲波清洗去油、微蝕制絨、生成過渡粘合層、活化過程；葉輪表面發黑：包括超聲波清洗去油清洗、腐蝕出光、氧化著色、封閉過程。本發明結合硅溶膠復合鑄造工藝技術、鋁基合金表面制絨技術及表面發黑工藝技術，能單個或批量快速生產流量計用鋁基合金旋轉葉輪，且葉輪表面硬度高，耐磨、耐腐性能好，能大大延長鋁基合金旋轉葉輪在流量計中的使用壽命。

技術領域

本發明涉及通用機械及流體控制設備制造技術領域，具體涉及一種流量計用鋁基合金旋轉葉輪快速成型及表面硬化耐腐工藝。

背景技術

鋁基合金由于質軟、體輕、易于加工，且成本較低等特點，廣泛應用于各類工業技術領域。目前，在流量計生產行業中，也大量采用鋁基合金，其中包括流量計殼體、計量裝置外殼，也包括部分內置件，如渦輪或葉輪等。然而，在流量計生產過程中，最難加工的就是渦輪或葉輪，尤其是旋轉型葉輪，主要表現在如下兩個問題：一是由于其旋轉葉輪具有旋轉性、采用鋁基壓鑄工藝加工，不容易脫模，成型難度大。所以一般采用鋁基合金棒，直接利用數控加工或加工中心車銑成型。此類型工藝，雖然質量穩定，但單個產品成型耗時長，對原材料浪費較大。根據不同大小件一般會分為：鋸料、車出原型、倒頭修邊、銑葉輪四個步驟，尤其是銑葉輪，根據尺寸大小不一，越大的工件數控吃刀量、行程越大，加工耗時越長，加工難度也就越大，同時直接車銑葉輪在材料浪費上是極大的。二是由于鋁基合金材質軟，密度低，硬度不夠等原因，在介質壓力沖擊下容易變形或損壞，而且介質中含有的酸、堿、硫化物等腐蝕性較強物質對鋁基合金葉輪表面會產生腐蝕，從而影響使用壽命。因此，要對其表面進行硬化或抗腐蝕處理，目前的處理技術基本上采用電鍍、電泳工藝使其表面形成一層硬化保護膜，用來提高其硬度特性及抗腐蝕性能。但是，由于鋁基合金材質軟，膨脹系數較大，而在電鍍電泳導電加熱過程中極易從鋁基合金中產生微量的氫、氯及水分等雜質，極易使電鍍層形成針孔麻點，影響其抗腐蝕性能。如電鍍時間加長，將針孔麻點覆蓋，又極容易使氣體等雜質覆蓋在電鍍層與基體之間形成雜質夾層，這樣的夾層一般不容易發現，但在機器運行過程中，在受外力的作用下極易造成電鍍層退皮，從而加大了鋁基合金基體的腐蝕，對其表面硬度也有著潛在影響，從而影響其產品的使用壽命。因此，有必要開發出一種新型的鋁合金結構件快速成型及表面硬化耐腐工藝。

發明內容

本發明的目的是提供一種流量計用鋁基合金旋轉葉輪快速成型及表面硬化耐腐工藝，結合硅溶膠復合鑄造工藝技術、鋁基合金表面制絨技術及表面發黑工藝技術，能單個或批量快速生產流量計用鋁基合金旋轉葉輪，且葉輪表面硬度高，耐磨、耐腐性能好，能大大延長鋁基合金旋轉葉輪在流量計中的使用壽命。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種流量計用鋁基合金旋轉葉輪快速成型及表面硬化耐腐工藝，包括如下步驟：

1）采用硅溶膠復合鑄造成型的鋁基合金旋轉葉輪：

①鋁模制作：采用八瓣分體式模具，模具內腔采用車削方式將旋轉葉輪外敷面雕刻出來，中空預留位置即為旋轉葉輪蠟型的成型腔，注蠟孔設于模具頂端（即為旋轉葉輪軸芯頂端位置），在旋轉葉輪八片葉輪尾端位置均設有1個微小的泄壓導流孔，在八瓣模塊外端中部設有抓拿位，并用配套的快速卡箍將模具的八瓣模塊抱合預緊。鋁模制作是旋轉葉輪成型最為關鍵的步驟，在壓制蠟件是否能夠很好的脫模、蠟件變形等問題，主要體現在鋁模的制作；

②蠟型制作：首先將模具打開，在其模腔內均勻噴上一層脫模劑，然后將模具合上并用卡箍將模具卡緊，放入注蠟機預注蠟，當注蠟機注蠟嘴對準注蠟孔，注蠟壓力調制為2.0-2.5MPa，注蠟嘴的臘溫控制在56℃-65℃，保壓時間控制在40s-90s（根據工件大小而定，較大的保壓時間相對較長），然后開始進行注蠟，當蠟從模具的泄壓導流孔溢出時，注蠟完畢，將模具撤出放置壓蠟臺上自然冷卻30s-60s（根據工件大小而定，較大的冷卻時間相對較長），并進行拆模及蠟件表面整形、修理、清洗；