專利名稱:陶殼脫蠟的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及精密鑄造工藝,特別涉及一種陶殼脫蠟的方法及裝置。
背景技術(shù):
精密鑄造是相對(duì)于傳統(tǒng)鑄造工藝而言的一種鑄造方法,它能夠獲得相對(duì)準(zhǔn)確的形狀和較高的鑄造精度。精密鑄造的工藝過程為首先,制作蠟?zāi)?,該蠟?zāi)Ec所需鑄造的產(chǎn)品大小形狀相一致,然后,在所制作的蠟?zāi)1砻嫘纬商諝?,隨后,對(duì)所述陶殼進(jìn)行脫蠟處理 (將其內(nèi)部的蠟?zāi)H刍笕コ?,最后,向脫蠟處理后的陶殼內(nèi)澆注金屬材料,待金屬材料冷卻凝固后,破碎去除所述陶殼,得到的鑄件即為所需的產(chǎn)品。現(xiàn)有技術(shù)中,通常采用高壓蒸汽脫蠟的方式對(duì)陶殼進(jìn)行脫蠟處理,圖1所示即為相應(yīng)的陶殼脫蠟裝置,該陶殼脫蠟裝置包括密封腔體1,密封腔體1上設(shè)置有壓力安全閥2、 蒸汽入口 3、蒸汽出口 4和排蠟口 5。該陶殼脫蠟裝置應(yīng)用時(shí),先將帶有蠟?zāi)5奶諝し湃朊芊馇惑w1中(沿圖中虛線箭頭方向),然后通過蒸汽入口 3注入高壓水蒸汽,使密封腔體1 內(nèi)形成高壓蒸汽環(huán)境,壓力安全閥2用于保證密封腔體1內(nèi)的壓力不超過預(yù)定值。水蒸汽冷凝過程中會(huì)釋放大量的熱能,該熱量能夠使陶殼中的蠟?zāi)H刍?,從而?shí)現(xiàn)脫蠟處理。蠟?zāi)H刍蟮玫降南灴梢詮呐畔灴?5回收利用。上述高壓蒸汽脫蠟的方式要求在短時(shí)間內(nèi)提供大量的蒸汽,以保證有足夠的熱量使蠟?zāi)Q杆偻耆刍ǔR笤?s時(shí)間內(nèi)密封腔體1內(nèi)的蒸汽壓力達(dá)到^g/cm2 (密封腔體內(nèi)空氣溫度會(huì)達(dá)到155°C ),整個(gè)脫蠟時(shí)間為8-12min。時(shí)間延長(zhǎng)或是蒸汽量不足,都會(huì)使蠟?zāi)2荒芡耆刍?,熔化的蠟?huì)受到未熔化的蠟的阻礙而無法及時(shí)從陶殼中流出,并且由于蠟熔化后體積膨脹,從而會(huì)導(dǎo)致陶殼脹裂現(xiàn)象的產(chǎn)生,影響鑄件的質(zhì)量。一般認(rèn)為,密封腔體1內(nèi)的氣壓到達(dá)預(yù)定值后,則蒸汽量足夠,然而這是一個(gè)假象。由于密封腔體1內(nèi)會(huì)預(yù)先存在有空氣,在后續(xù)形成的高壓蒸汽環(huán)境中,該預(yù)先存在的空氣會(huì)占據(jù)一定的空間,使得密封腔體1內(nèi)的蒸汽量比預(yù)計(jì)值要少,從而導(dǎo)致蒸汽量不足,容易產(chǎn)生陶殼脹裂的現(xiàn)象。需要說明的是,本領(lǐng)域技術(shù)人員基本都被上述假象所蒙蔽,未能認(rèn)識(shí)到陶殼脹裂現(xiàn)象的原因。據(jù)了解,僅在英國(guó)有人針對(duì)上述假象對(duì)前述的陶殼脫蠟裝置進(jìn)行了改進(jìn),即 在蒸汽入口 3和蒸汽出口 4上分別設(shè)置了溫度感應(yīng)器(圖中未示出),當(dāng)感應(yīng)到向密封腔體 1內(nèi)注入蒸汽時(shí),同時(shí)打開蒸汽出口 4,將預(yù)先存在的空氣擠出,當(dāng)感應(yīng)到蒸汽出口 4正在排出蒸汽時(shí),則關(guān)閉蒸汽出口 4。上述改進(jìn)雖然克服了密封腔體1內(nèi)預(yù)先存在的空氣導(dǎo)致蒸汽量不足的缺陷,但是卻延長(zhǎng)了密封腔體1內(nèi)的氣壓到達(dá)預(yù)定值的時(shí)間,使脫蠟時(shí)間延長(zhǎng),在一定程度上仍會(huì)產(chǎn)生陶殼脹裂的現(xiàn)象;并且,在排出空氣的過程中,也排出了部分蒸汽,造成了能源的浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種陶殼脫蠟的方法及裝置,它既能避免陶殼脹裂現(xiàn)象的產(chǎn)生,又能減少能源的浪費(fèi)。為達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種陶殼脫蠟的方法,包括步驟1 將帶有蠟?zāi)5奶諝し湃朊芊馇惑w中;步驟2 對(duì)所述密封腔體進(jìn)行抽真空;步驟3 向所述抽真空后的密封腔體內(nèi)注入高壓蒸汽,使所述密封腔體內(nèi)的氣壓在規(guī)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)預(yù)定值,進(jìn)而最終實(shí)現(xiàn)陶殼的脫蠟。優(yōu)選地,所述步驟2具體為將一恒負(fù)壓桶與所述密封腔體相連,以實(shí)現(xiàn)抽真空。優(yōu)選地,所述方法還包括步驟4 在蠟?zāi)M耆刍螅瑢?duì)所述密封腔體進(jìn)行放氣,控制放氣速度使所述密封腔體內(nèi)的氣壓下降速度每分鐘不超過0. 3kg/cm2 ;步驟5 放氣完畢后,從所述密封腔體中取出脫蠟后的陶殼。一種陶殼脫蠟的裝置,包括密封腔體,所述密封腔體上設(shè)置有壓力安全閥、蒸汽入口、蒸汽出口和排蠟口,所述密封腔體上連接有抽真空裝置。優(yōu)選地,所述抽真空裝置包括與所述密封腔體相連的恒負(fù)壓桶和與所述恒負(fù)壓桶
相連的真空泵。優(yōu)選地,所述恒負(fù)壓桶上設(shè)置有壓力傳感器,該壓力傳感器與真空泵的控制開關(guān)相連。優(yōu)選地,所述恒負(fù)壓桶的上部設(shè)置有壓力安全閥,下部設(shè)置有排水口。優(yōu)選地,所述恒負(fù)壓桶和真空泵之間連接有冷卻器。優(yōu)選地,所述冷卻器包括水冷式冷卻器和/或氣冷式冷卻器。優(yōu)選地,所述密封腔體包括腔體本體和設(shè)置在所述腔體本體上的封閉門,所述封閉門的周邊設(shè)置有密封圈凹槽,所述密封圈凹槽內(nèi)設(shè)置有密封圈,所述密封圈為充氣式密封圈。本發(fā)明中,由于增加了抽真空的步驟/裝置,所以能夠排出密封腔體內(nèi)預(yù)先存在的空氣,當(dāng)后續(xù)再向密封腔體內(nèi)注入高壓蒸汽,并使密封腔體內(nèi)形成高壓蒸汽環(huán)境時(shí),密封腔體內(nèi)的氣體就全部是蒸汽,從而確保了密封腔體內(nèi)的蒸汽量,保證有足夠的熱量使蠟?zāi)M耆刍?,因此,本發(fā)明能夠避免陶殼脹裂現(xiàn)象的產(chǎn)生,提高了鑄件的質(zhì)量,并且由于不存在蒸汽的排出,所以也減少了能源的浪費(fèi)。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中陶殼脫蠟裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明的陶殼脫蠟的方法的流程示意圖;圖3為本發(fā)明的陶殼脫蠟的裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;圖4為本發(fā)明的陶殼脫蠟的裝置的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;圖5為本發(fā)明的陶殼脫蠟的裝置上封閉門打開后該門的正面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,下面結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。如圖2所示,本發(fā)明提供一種陶殼脫蠟的方法,包括步驟Sl 將帶有蠟?zāi)5奶諝し湃朊芊馇惑w中;步驟S2 對(duì)所述密封腔體進(jìn)行抽真空;步驟S3 向所述抽真空后的密封腔體內(nèi)注入高壓蒸汽,使所述密封腔體內(nèi)的氣壓在規(guī)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)預(yù)定值,進(jìn)而最終實(shí)現(xiàn)陶殼的脫蠟。本發(fā)明的方法,是在現(xiàn)有方法的基礎(chǔ)上,增加了對(duì)密封腔體進(jìn)行抽真空的步驟 (即步驟S2),其中步驟Sl和S3與現(xiàn)有步驟相同。本發(fā)明由于增加了抽真空的步驟,所以能夠排出密封腔體內(nèi)預(yù)先存在的空氣,當(dāng)后續(xù)再向密封腔體內(nèi)注入高壓蒸汽,并使密封腔體內(nèi)形成高壓蒸汽環(huán)境時(shí),密封腔體內(nèi)的氣體就全部是蒸汽,從而確保了密封腔體內(nèi)的蒸汽量,保證有足夠的熱量使蠟?zāi)M耆刍?,因此,本發(fā)明能夠避免陶殼脹裂現(xiàn)象的產(chǎn)生,提高了鑄件的質(zhì)量,并且由于不存在蒸汽的排出,所以也減少了能源的浪費(fèi)。本發(fā)明還帶來了一個(gè)額外的優(yōu)點(diǎn),那就是對(duì)密封腔體抽真空后,陶殼內(nèi)空氣阻力會(huì)降低,當(dāng)向密封腔體內(nèi)注入蒸汽后,蒸汽能夠更迅速地透過陶殼,提高了蠟?zāi)5娜刍俣?,從而也確保了陶殼的質(zhì)量,提高了鑄件的質(zhì)量。為了更迅速地實(shí)現(xiàn)對(duì)密封腔體抽真空,以提高生產(chǎn)效率同時(shí)避免長(zhǎng)時(shí)間的抽真空對(duì)陶殼造成潛在的不良影響,上述步驟S2優(yōu)選將一恒負(fù)壓桶與密封腔體相連,當(dāng)需要抽真空時(shí),使兩者連通即可。并且,本發(fā)明的方法優(yōu)選在步驟S3之后還包括步驟S4 在蠟?zāi)M耆刍?,?duì)所述密封腔體進(jìn)行放氣,控制放氣速度使所述密封腔體內(nèi)的氣壓下降速度每分鐘不超過0. 3kg/cm2 ;步驟S5 放氣完畢后,從所述密封腔體中取出脫蠟后的陶殼?,F(xiàn)有技術(shù)中,在蠟?zāi)H刍?,都是先打開蒸汽出口進(jìn)行快速放氣后,再取出陶殼。 然而,本發(fā)明人經(jīng)過潛心研究發(fā)現(xiàn),快速放氣會(huì)使得陶殼的面層有剝落的風(fēng)險(xiǎn),為此,需要緩慢放氣,越慢越好,然而一般只要控制放氣速度使所述密封腔體內(nèi)的氣壓下降速度每分鐘不超過0. 3kg/cm2,即可避免陶殼面層剝落的問題。針對(duì)該放氣速度的要求,可以通過合理設(shè)計(jì)蒸汽出口的尺寸來實(shí)現(xiàn),并且還可以在密封腔體上設(shè)置多個(gè)蒸汽出口,各個(gè)蒸汽出口采用不用的管徑尺寸,如1. 5寸、1寸和0. 5寸等,以利于操作人員根據(jù)需要選擇不同的放氣速度。與上述陶殼脫蠟的方法相對(duì)應(yīng),本發(fā)明還提供一種陶殼脫蠟裝置,如圖3所示,包括密封腔體31,密封腔體31上設(shè)置有壓力安全閥32、蒸汽入口 33、蒸汽出口 34和排蠟口 35,密封腔體31上連接有抽真空裝置36。本發(fā)明的陶殼脫蠟裝置應(yīng)用時(shí),先將帶有蠟?zāi)5奶諝し湃朊芊馇惑w31中,再利用抽真空裝置36對(duì)密封腔體31進(jìn)行抽真空,然后向抽真空后的密封腔體31內(nèi)注入高壓蒸汽,使密封腔體31內(nèi)的氣壓在規(guī)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)預(yù)定值,進(jìn)而最終實(shí)現(xiàn)陶殼的脫蠟。本發(fā)明由于增加了抽真空裝置36,所以能夠排出密封腔體31中預(yù)先存在的空氣, 當(dāng)后續(xù)再向密封腔體31內(nèi)注入高壓蒸汽,并使密封腔體31內(nèi)形成高壓蒸汽環(huán)境時(shí),密封腔體31內(nèi)的氣體就全部是蒸汽,從而確保了密封腔體31內(nèi)的蒸汽量,保證有足夠的熱量使蠟?zāi)M耆刍?,因此,本發(fā)明能夠避免陶殼脹裂現(xiàn)象的產(chǎn)生,提高了鑄件的質(zhì)量,并且由于不存在蒸汽的排出,所以也減少了能源的浪費(fèi)。另外,本發(fā)明還能夠使蒸汽更迅速地透過陶殼,提高了蠟?zāi)5娜刍俣?,從而也確保了陶殼的質(zhì)量,提高了鑄件的質(zhì)量。本發(fā)明中,蒸汽入口 33、蒸汽出口 34和排蠟口 35上均可以設(shè)置電磁閥,以進(jìn)行控制,電磁閥優(yōu)選采用球塞式電動(dòng)閥,這種閥質(zhì)量穩(wěn)定,故障率低。排蠟口 35還可以采用手動(dòng)球閥結(jié)構(gòu)。抽真空裝置36可以僅采用真空泵。然而,為了更迅速地實(shí)現(xiàn)對(duì)密封腔體31抽真空,以提高生產(chǎn)效率同時(shí)避免長(zhǎng)時(shí)間的抽真空對(duì)陶殼造成潛在的不良影響,如圖4所示,本發(fā)明的抽真空裝置36優(yōu)選包括與密封腔體31相連的恒負(fù)壓桶361和與恒負(fù)壓桶361相連的真空泵362。恒負(fù)壓桶361的體積及其負(fù)壓大小可以根據(jù)密封腔體31的體積及抽真空度的需求來計(jì)算得到。采用恒負(fù)壓桶361后,可以在Is時(shí)間內(nèi)使密封腔體31變?yōu)檎婵諣顟B(tài),并且在后續(xù)注入蒸汽時(shí),能使密封腔體31迅速升溫并達(dá)到所需的蒸汽量,從而更快速地、高質(zhì)量地實(shí)現(xiàn)脫蠟。此處以一具體數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比說明傳統(tǒng)地,如果向密封腔體內(nèi)注入壓力Ag/cm2溫度174°C的蒸汽,則密封腔體內(nèi)空氣溫度2. k會(huì)達(dá)到130°C,此時(shí)密封腔體內(nèi)壓力為2. 5kg/ cm2,而使用本發(fā)明的裝置,同樣注入壓力7kg/cm2溫度174°C的蒸汽,則密封腔體內(nèi)空氣溫度2. 能夠達(dá)到145°C (高于傳統(tǒng)的裝置),此時(shí)密封腔體內(nèi)壓力為2kg/cm2。由于本發(fā)明能夠?qū)⒚芊馇惑w中預(yù)先存在的空氣完全排出,并且在注入蒸汽之前密封腔體處于真空狀態(tài),因此,與傳統(tǒng)技術(shù)相比,本發(fā)明能夠更快速地使密封腔體內(nèi)升溫(瞬間低壓高溫),并且確保有足夠的蒸汽量,由于此處時(shí)間的節(jié)省,所以本發(fā)明能夠得到更高質(zhì)量的陶殼,進(jìn)而得到更高質(zhì)量的鑄件。為了方便地實(shí)現(xiàn)恒負(fù)壓桶361自動(dòng)維持一定的負(fù)壓值,優(yōu)選在恒負(fù)壓桶361上設(shè)置壓力傳感器(圖中未示出),該壓力傳感器與真空泵362的控制開關(guān)相連,當(dāng)恒負(fù)壓桶 361內(nèi)的氣壓低于所需的負(fù)壓值時(shí),壓力傳感器可以向真空泵362的控制開關(guān)發(fā)出信號(hào),啟動(dòng)真空泵362,使恒負(fù)壓桶361內(nèi)的氣壓恢復(fù)為所需的負(fù)壓值。經(jīng)過一段時(shí)間的使用后,恒負(fù)壓桶361內(nèi)會(huì)產(chǎn)生積水,為將該積水排出,恒負(fù)壓桶 361的下部還可以設(shè)置有排水口 364。同時(shí),為了防止恒負(fù)壓桶361與密封腔體31之間的電磁閥壞掉,導(dǎo)致恒負(fù)壓桶361內(nèi)變?yōu)楦邏?,進(jìn)而損壞真空泵362,優(yōu)選在恒負(fù)壓桶361上部設(shè)置一較小壓力即可觸發(fā)工作的壓力安全閥3611。另外,恒負(fù)壓桶361與密封腔體31之間優(yōu)選設(shè)置兩個(gè)電磁閥,其中一個(gè)用作正常工作時(shí)的開關(guān)控制,另一個(gè)用作備用,以提高安全性。在陶殼脫蠟裝置的使用過程中,密封腔體31內(nèi)部的空氣為高溫空氣,該高溫空氣易造成抽真空裝置36故障,影響抽真空裝置36的壽命,為避免該問題,優(yōu)選地,如圖4所示,在恒負(fù)壓桶361和真空泵362之間連接有冷卻器363。冷卻器363可以包括水冷式冷卻器和/或氣冷式冷卻器。在該圖4中,既連接了水冷式冷卻器3631,又連接了氣冷式冷卻器3632。水冷式冷卻器3631可以與抽水泵、冷卻水塔相連(圖中未示出),氣冷式冷卻器 3632可以包括彎管和風(fēng)扇,水冷式冷卻器和氣冷式冷卻器的具體結(jié)構(gòu)可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任意結(jié)構(gòu),此處不再贅述。本發(fā)明中,密封腔體的密封方式與現(xiàn)有技術(shù)也有所不同。密封腔體31包括腔體本體和設(shè)置在腔體本體上的封閉門,如圖5所示,本發(fā)明是在封閉門312的周邊設(shè)置有密封圈凹槽313,密封圈凹槽313內(nèi)設(shè)置有密封圈314,該密封圈314為充氣式密封圈。使用時(shí),在關(guān)閉封閉門312后,向充氣式密封圈314內(nèi)沖入高壓氣體,從而密封圈314鼓起,起到密封作用;當(dāng)陶殼脫蠟完畢后,釋放掉密封圈314內(nèi)的氣體,然后打開封閉門312,取出陶殼?,F(xiàn)有技術(shù)中密封圈多為墊圈,會(huì)與腔體本體產(chǎn)生摩擦,影響密封圈的壽命,本發(fā)明采用充氣式密封圈314,能夠減少密封圈與腔體本體之間的摩擦,大大提高密封圈的使用壽命。以上所述僅為本發(fā)明的較佳,并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍;如果不脫離本發(fā)明的精神和范圍, 對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換,均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種陶殼脫蠟的方法,其特征在于,包括步驟1 將帶有蠟?zāi)5奶諝し湃朊芊馇惑w中;步驟2 對(duì)所述密封腔體進(jìn)行抽真空;步驟3 向所述抽真空后的密封腔體內(nèi)注入高壓蒸汽,使所述密封腔體內(nèi)的氣壓在規(guī)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)預(yù)定值,進(jìn)而最終實(shí)現(xiàn)陶殼的脫蠟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟2具體為將一恒負(fù)壓桶與所述密封腔體相連,以實(shí)現(xiàn)抽真空。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于,還包括步驟4 在蠟?zāi)M耆刍?,?duì)所述密封腔體進(jìn)行放氣,控制放氣速度使所述密封腔體內(nèi)的氣壓下降速度每分鐘不超過0. 3kg/cm2 ;步驟5 放氣完畢后,從所述密封腔體中取出脫蠟后的陶殼。
4.一種陶殼脫蠟的裝置,包括密封腔體,所述密封腔體上設(shè)置有壓力安全閥、蒸汽入口、蒸汽出口和排蠟口,其特征在于,所述密封腔體上連接有抽真空裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置,其特征在于,所述抽真空裝置包括與所述密封腔體相連的恒負(fù)壓桶和與所述恒負(fù)壓桶相連的真空泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置,其特征在于,所述恒負(fù)壓桶上設(shè)置有壓力傳感器,該壓力傳感器與真空泵的控制開關(guān)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置,其特征在于,所述恒負(fù)壓桶的上部設(shè)置有壓力安全閥, 下部設(shè)置有排水口。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置,其特征在于,所述恒負(fù)壓桶和真空泵之間連接有冷卻器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置,其特征在于,所述冷卻器包括水冷式冷卻器和/或氣冷式冷卻器。
10.根據(jù)權(quán)利要求4至9中任一權(quán)利要求所述的裝置,其特征在于,所述密封腔體包括腔體本體和設(shè)置在所述腔體本體上的封閉門,所述封閉門的周邊設(shè)置有密封圈凹槽,所述密封圈凹槽內(nèi)設(shè)置有密封圈,所述密封圈為充氣式密封圈。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種陶殼脫蠟的方法及裝置,涉及精密鑄造技術(shù)領(lǐng)域。所述陶殼脫蠟的方法包括將帶有蠟?zāi)5奶諝し湃朊芊馇惑w中;對(duì)密封腔體進(jìn)行抽真空;向抽真空后的密封腔體內(nèi)注入高壓蒸汽,使密封腔體內(nèi)的氣壓在規(guī)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)預(yù)定值,進(jìn)而最終實(shí)現(xiàn)陶殼的脫蠟。本發(fā)明中,由于增加了抽真空的步驟/裝置,所以能夠排出密封腔體內(nèi)預(yù)先存在的空氣,當(dāng)后續(xù)再向密封腔體內(nèi)注入高壓蒸汽,并使密封腔體內(nèi)形成高壓蒸汽環(huán)境時(shí),密封腔體內(nèi)的氣體就全部是蒸汽,從而確保了密封腔體內(nèi)的蒸汽量,保證有足夠的熱量使蠟?zāi)M耆刍?,因此,本發(fā)明能夠避免陶殼脹裂現(xiàn)象的產(chǎn)生,提高了鑄件的質(zhì)量,并且由于不存在蒸汽的排出,所以也減少了能源的浪費(fèi)。
文檔編號(hào)B22C9/04GK102554126SQ20121001252
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者蔡欲期 申請(qǐng)人:蔡欲期