[發(fā)明專利]一種復(fù)雜內(nèi)流道型芯成型方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911072893.X
• 申請(qǐng)日: 2019-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN110860657A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙立霞;唐曄;汪小明;明憲良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京遙感設(shè)備研究所
• 主分類號(hào): B22C9/10
• 分類號(hào): B22C9/10;B22C9/08
• 代理公司: 中國(guó)航天科工集團(tuán)公司專利中心 11024
• 代理人: 葛鵬

本發(fā)明公開了一種復(fù)雜內(nèi)流道型芯成型方法，包括：金屬外殼(1)、形狀保持砂2的復(fù)雜內(nèi)流道型芯。本發(fā)明通過用增材制造方法獲得高精度、表面光滑的內(nèi)流道空腔輪廓。通過電化學(xué)增材，獲得復(fù)雜內(nèi)流道型芯的金屬外殼(1)，并通過高潰散性的形狀保持砂(2)對(duì)流道金屬外殼(1)進(jìn)行填充，以提高復(fù)雜內(nèi)流道型芯的強(qiáng)度。最后在鑄造時(shí)，復(fù)雜內(nèi)流道型芯的金屬外殼(1)與鑄造金屬熔液通過原子擴(kuò)散，融為一體，獲得高精度、表面光滑的內(nèi)流道鑄件；冷卻后，高潰散性形狀保持砂(2)可輕易倒出。本發(fā)明解決了復(fù)雜內(nèi)流道型芯制造時(shí)，復(fù)雜型芯成形難、型芯高強(qiáng)度要求與鑄造之后的型芯易潰散要求的矛盾難以解決、鑄造件合格率低、鑄造件內(nèi)流道表面精度差等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)流道鑄造型芯成型技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種復(fù)雜內(nèi)流道型芯成型方法。

背景技術(shù)

內(nèi)流道結(jié)構(gòu)是熱控制、熱交換的主要結(jié)構(gòu)類型。隨著輕量化以及熱交換效率的提高，內(nèi)流道結(jié)構(gòu)與復(fù)雜主體承力結(jié)構(gòu)需要一體化成型，此類功能一體化的內(nèi)流道結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，制造難度很大。

目前，鑄造是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜內(nèi)流道結(jié)構(gòu)制造的傳統(tǒng)方式，采用鑄造方式時(shí)，需要設(shè)計(jì)非常復(fù)雜的模具型芯。而采用鑄造砂制造的復(fù)雜型芯，既要滿足型芯制造和鑄造過程中的高強(qiáng)度要求，又要滿足鑄造之后的型芯易潰散的脫模要求，導(dǎo)致型芯制造難度大，鑄造件的合格率低；而且，由于鑄造形成的內(nèi)流道表面粗糙度較大，同時(shí)復(fù)雜內(nèi)流道表面難以精確拋光，引起流道的流阻大幅度增加，嚴(yán)重影響產(chǎn)品性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種復(fù)雜內(nèi)流道型芯成型方法，解決復(fù)雜內(nèi)流道鑄造型芯制造成型時(shí)，型芯成形難、型芯高強(qiáng)度要求與鑄造之后的型芯易潰散要求的矛盾難以解決、鑄造件合格率低、鑄造件內(nèi)流道表面精度差等問題。

對(duì)此，本發(fā)明提出一種復(fù)雜內(nèi)流道型芯成型方法，其步驟為：復(fù)雜內(nèi)流道型芯包括：金屬外殼(1)和填充金屬外殼(1)內(nèi)部的內(nèi)流道空腔的形狀保持砂(2)；第一步、內(nèi)流道空腔實(shí)體化：將變截面內(nèi)流道結(jié)構(gòu)的內(nèi)流道空腔三維數(shù)字模型中提取，生成與內(nèi)流道空腔形狀一致的內(nèi)流道三維數(shù)字模型；第二步、制造可熔模：選擇可熔光固化樹脂，通過增材制造方式，按照內(nèi)流道三維數(shù)字模型完成可熔模制備；第三步、制備金屬外殼：在可熔模外部噴涂納米銀漿，固化后通過電鑄工藝在可熔模外部生成金屬層，加熱熔化樹脂可熔模，獲得金屬外殼(1)；第四步、填充形狀保持砂：將金屬外殼(1)一端堵塞，將形狀保持砂(2)填充到金屬外殼(1)內(nèi)部空腔，在填充過程中振動(dòng)金屬外殼(1)，使形狀保持砂(2)完全充滿金屬外殼內(nèi)部空腔，并堵塞金屬外殼(1)所有開口。

其中，所述金屬層的厚度為1-2mm。

其中，所述金屬層為銅合金。

本發(fā)明通過用增材制造方法獲得高精度、表面光滑的內(nèi)流道空腔輪廓。通過電化學(xué)增材，獲得復(fù)雜內(nèi)流道型芯的金屬外殼，并通過高潰散性形狀保持砂對(duì)流道金屬外殼進(jìn)行填充，以提高復(fù)雜內(nèi)流道型芯的強(qiáng)度。最后在鑄造時(shí)，復(fù)雜內(nèi)流道型芯的金屬外殼與鑄造金屬熔液通過原子擴(kuò)散，融為一體，獲得高精度、表面光滑的內(nèi)流道鑄件；冷卻后，高潰散性形狀保持砂可輕易倒出。本發(fā)明解決了復(fù)雜內(nèi)流道型芯制造時(shí)，復(fù)雜型芯成形難、型芯高強(qiáng)度要求與鑄造之后的型芯易潰散要求的矛盾難以解決、鑄造件合格率低、鑄造件內(nèi)流道表面精度差等問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種復(fù)雜內(nèi)流道型芯構(gòu)成部分示意圖；

圖2是本發(fā)明復(fù)雜內(nèi)流道轉(zhuǎn)化三維數(shù)字實(shí)體示意圖；

圖3是本發(fā)明復(fù)雜內(nèi)流道型芯金屬外殼電化學(xué)增材制造示意圖；

圖4是本發(fā)明復(fù)雜內(nèi)流道型芯填充內(nèi)部填充砂示意圖。

1.金屬外殼 2.形狀保持砂

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做出詳細(xì)說明。