[發明專利]組合技術熔模鑄造過程

有效

• 申請號: 201711395440.1
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108237202B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: S·T·富喬
• 申請（專利權）人: 費希爾控制產品國際有限公司
• 主分類號: B22C7/02
• 分類號: B22C7/02;B22C9/04;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 曹雯

本申請提供了一種組合技術熔模鑄造過程，其中制造成品部件的方法包括使用添加制造過程來生成或創建主模型，并且主模型在形狀上對應于成品部件。通過將一種或多種涂層材料的一個或多個層施加到主模型來創建殼體。然后當主模型處于殼體中時使主模型溶解，以在殼體中創建在形狀上對應于成品部件的空腔。然后將熔融材料澆注到殼體的空腔中。允許熔融金屬冷卻并硬化和/或達到確定的溫度，使得熔融金屬變成成品部件。然后從成品部件周圍移除將殼體。

技術領域

本公開內容總體上涉及熔模鑄造過程。

背景技術

部件，特別是包括復雜幾何形狀的部件可以使用熔模鑄造(investment casting)過程來制造。在典型的熔模鑄造過程中，主模型(master pattern)被制造成在形狀上(但不一定在尺寸上)對應于期望的成品部件，并且主模型可以由諸如鋁的耐用材料制成。主模型可以被儲存在可能遠離制造成品部件處的設施中或在制造成品部件的設施處。當顧客訂購部件(或包括該部件的組件)時，相應的主模型被設置并用于構建具有在形狀上對應于主模型的空腔的模具(被稱為主模具)。主模具可以使用幾種過程和材料中的任何一種(諸如創建主模型的硅樹脂模具)來制造。將熔融的蠟澆注到主模具的空腔中，以制作在形狀上對應于主模型的蠟模型。然后處理蠟模型以擦除分模線、濺射(flashing)和/或任何其他瑕疵。然后可以將限定用于成型材料進入熔模模具的空腔的路徑的蠟澆口耦接至蠟模。

熔模模具(也稱為殼體)接下來在稱為殼形成(shelling)的過程中被制造，并且殼體通常由陶瓷材料制成，并且通過重復一系列步驟(涂覆、粉刷和硬化)直到達到期望的模具厚度。涂覆包括將蠟模型(和澆口)浸入精細材料的漿液中以創建均勻的表面涂層。在粉刷過程中，將粗陶瓷顆粒施加在精細材料上。在達到期望的厚度之后，涂層然后被允許在硬化階段固化。

一旦殼體已經完全固化，將其翻轉倒置并置于爐子或者高壓釜中以熔化和/或汽化蠟模型。大多數殼體故障都發生在這一點上，因為所使用的蠟通常具有比圍繞它的殼體材料大得多的熱膨脹系數。因此，當蠟被加熱時，它膨脹并將應力引入殼體。為了使這些應力最小化，盡可能快地加熱蠟，使得外部蠟表面能夠快速熔化和排出，為蠟的其余部分擴大提供空間。

然后可以預熱殼體，并且可以通過澆口和蠟模型的熔化來將成型材料(通常為熔融金屬)澆注到殼體的空腔中。熔融金屬可以通過將正的空氣壓力或其他力施加到殼體的澆口(和/或任何其他入口)而被重力澆注或按壓。然后可以將殼體放入裝滿沙子的桶中冷卻。當熔融金屬已經硬化并達到合適的溫度時，殼體隨后被破壞以露出成品部件。然后可以清理成品部件以移除鑄造過程的跡象(例如，移除澆口和/或研磨出表面缺陷)，并運送到另外的位置以進行組裝或儲存。

成品部件可以使用幾種材料中的任何一種來制造。因為每種材料可以具有不同的熱膨脹系數，所以可能需要獨特的主模型(每個都具有獨特的一組尺寸)以對應于用于制造相同金屬部件的每種材料。例如，如果使用第一金屬材料(具有第一熱膨脹系數)來制造具有特定尺寸的成品部件，則必須使用獨特的第一主模型來創建對應的蠟模型。然而，如果使用第二金屬材料(具有第二熱膨脹系數)來制造具有與由第一金屬材料制成的成品部件相同的指定尺寸的成品部件，則必須使用獨特的第二主模型來創建對應的蠟模型。因此，對于可以由不同材料創建的每個成品部件，必須制造并儲存兩個或更多個主模型。該系統造成相對高的制造成本并使制造過程復雜化。此外，創建主蠟模具增加了生產成品部件的大量時間。

發明內容