熔模铸造新型型芯工艺

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1、第三篇铸造模具制造工艺图集与产品造型加工技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!第八章熔模铸造新型型芯工艺第一节概述一、熔模铸造型芯一般情况下熔模铸造的内腔是与外形一道通过涂挂涂料、撒砂等工序形成的，不用专制型芯。但当铸件内腔过于窄小或形状复杂，常规的涂挂涂料、撒砂等工序根本无法实施，或内腔型壳无法干燥硬化时，就必须使用预制的型芯来形成铸件内腔。这些型芯要等铸件铸成后再设法去除。例如航空发动机空心涡轮叶片，叶片的冷却通道迂回曲折，形若迷宫

2、，就必须采用陶瓷型芯。图!"#是一些典型的陶瓷型芯。图!"#一些典型的陶瓷型芯因此，熔模铸造型芯是生产复杂熔模铸件所必须的，据介绍，美国熔模铸件中约$%&’(%&的件使用陶瓷型芯。随着熔模铸造向更精密、更复杂、更大型发展，对熔模铸造型芯也提出了更高的要求。熔模铸造型芯技术也一直在发展着。—)($—第八章熔模铸造新型型芯工艺!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!二、对熔模铸造型芯的基本要求熔模铸造用型芯除与常规铸造一样，受金属液包围，工况条件

3、恶劣外，还需经受脱蜡和焙烧的作用。为此，型芯应满足下列要求：!"耐火度高型芯的耐火度至少应高于合金的浇注温度，以保证在浇注时和铸件凝固过程中不软化和变形。一般情况下型芯的耐火度应达到!#$$%以上，在定向凝固和单晶铸造时，则要求能承受!&’$(!)$$%的高温*$+,-以上。’"热膨胀率低、尺寸稳定为保证铸件内腔尺寸精度，型芯的热膨胀率应尽可能小，且无相变，以免造成型芯开裂或变形。一般来说其线膨胀系数以小于#.!$/)0/!为宜。*"足够的强度型芯应具有足够的常温强度，以承受压注时蜡液的冲击和挤压而不致断

4、裂或破损。型芯还要有足够的高温强度，以承受浇注时金属液的冲击力和静压力。#"化学稳定性好型芯在与金属液接触过程中应不污染合金，也不与金属液或金属的氧化物发生化学反应，以防止铸件表面产生化学粘砂或反应性气孔。&"易脱除铸件铸成后，型芯应便于从铸件中脱除。由于铸件中的陶瓷型芯绝大多数采用化学腐蚀法溶失，为此，型芯必须有相当大的孔隙率（约’$1(#$1），体积密度应比真密度小。表2/!为硅质陶瓷型芯的基本要求，以供参考。表2/!硅质陶瓷型芯的基本要求性能用于钴基合金和不锈钢用于真空浇注镍基合金焙烧后强度（345

5、67*2’/&2）869:#"2()"’2"*(!$"*线膨胀率（室温(;&$%，1）$"$#($"$2$"$2($"$;孔隙率（1）’#(’)!<(’$体积密度（8=8>+*）!"<2(!"2$!";2(’"$’密度（8=8>+*）’"*2(’"#’’"*2(’"#&溶出性能用化学侵蚀方法溶出反应性与金属液或金属的氧化物无反应—<**—标准分享网www.bzfxw.com免费下载第三篇铸造模具制造工艺图集与产品造型加工技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

6、!!!!!!!!!!!三、熔模铸造型芯的分类目前熔模铸造用的型芯按成形方法和工艺特点可分成几种，见表!"#。有热压注陶瓷型芯、传递成形陶瓷型芯、灌浆成形陶瓷型芯、水溶型芯、水玻璃砂型芯、替换粘结剂型芯、细管型芯等多种熔模铸造型芯。它们的脱芯方法和应用范围也各不相同。国内外仍以热压注陶瓷型芯和传递成形型芯，特别是前者应用最广。本章将主要介绍热压注陶瓷型芯。陶瓷型芯的基体材料有石英玻璃、氧化铝（刚玉）、氧化镁、氧化钙、锆砂和氧化锆等。故也可按照基体材料将陶瓷型芯分为硅质陶瓷型芯、氧化铝陶瓷型芯等。由于石英玻璃

7、具有热膨胀系数最低，而且有良好的溶失性，长期以来是应用最广的陶瓷型芯基体材料。由于对石英玻璃析晶过程对陶瓷型芯性能影响方面认识不断深化，石英玻璃型芯高温性能有了较大幅度的提高，极限使用温度从$%&&’提高到了$(%&’，已成功地用于定向凝固和单晶铸造中。但随着飞机性能提高，一些涡轮空心叶片的结构越来越复杂（如三联体空心结构），结构独特，尺寸精度要求高，并需在真空下浇注成形，对陶瓷型芯的强度和耐火度要求更高。近十多年来国外在氧化铝、氧化钇、氧化铒和氧化钐型芯上已取得突破性进展，并已用于定向凝固和单晶铸造生产

8、。但目前国内陶瓷型芯的基体材料主要仍为石英玻璃。本章将介绍硅质和非硅质陶瓷型芯的浆料，制芯工艺，供国内同行参考。表!"#各种类型熔模铸造型芯的工艺特点和应用型芯种类成形方法工艺特点脱芯方法应用以热塑性材料（如蜡）为增塑内腔形状复杂而精细的高热压注陶瓷化学腐热压注成形剂配制陶瓷料浆，热压注成形，温合金和不锈钢铸件，定向凝型芯蚀高温烧结成型芯固和单晶空心叶片将混合有粘传递成形陶结剂的陶瓷粉制芯混合料中含有低温和高化学腐主要适合真空