專利名稱：一種空心葉片陶瓷型芯高效脫除設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高溫合金空心葉片制備領(lǐng)域，尤其涉及一種空心葉片陶瓷型芯脫除設(shè)備。
背景技術(shù)：
高溫合金鑄件特別是氣冷空心葉片的鑄造生產(chǎn)過程中，普遍采用陶瓷型芯來形成其復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，由于追求更高的氣冷效果，空心葉片的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，使得陶瓷型芯很難用化學(xué)方法使其脫除或脫除效率非常低?，F(xiàn)有技術(shù)中一般采用三種方法脫除氧化鋁基陶瓷型芯:一是將鑄件浸入200-400°C的熔融氟鹽中，發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng):A1203+6F_ = 2AlF3+30_2，由于AlF3溶解于水而脫出型芯，或加以輔助高壓水進(jìn)行沖洗以加快脫芯速度，但這只適用于空腔結(jié)構(gòu)簡單的鑄件，對于復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，效果非常有限；二是將鑄件浸入到溫度為400-500°C的KOH或NaOH或兩者的混合熔液中脫芯，該介質(zhì)對陶瓷型芯的腐蝕速度較快，在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)鑄件會受到相當(dāng)程度的腐蝕，嚴(yán)重時(shí)鑄件徹底報(bào)廢；三是采用高濃度的堿溶液并附加較高的壓力或者附加超聲波進(jìn)行振蕩等，該類工藝對鑄件表面的腐蝕性比較小，但存在脫芯時(shí)間長，效率低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的:提供了一種陶瓷型芯脫除設(shè)備，滿足生產(chǎn)中空心葉片陶瓷型芯高效率脫除及葉片表面低損傷需求。
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本發(fā)明的技術(shù)方案:一種空心葉片陶瓷型芯高效脫除設(shè)備，結(jié)構(gòu)主要包括:高壓釜1、不銹鋼筐3、壓力泵5、儲氣室6、氣泡盤7、加熱體8、泄壓閥9、安全閥10、升降機(jī)構(gòu)11 ；所述高壓釜1、氣泡盤7采用不銹鋼材料或鎳基高溫合金材料制備；氣泡盤7位于高壓釜I最底部，加熱體8位于高壓釜I外側(cè)，壓力泵5和儲氣室6通過導(dǎo)氣管連接于高壓釜I，泄壓閥9和安全閥10設(shè)置于高壓釜I頂部；不銹鋼筐3設(shè)置于氣泡盤7上方，空心葉片2放入不銹鋼筐3中，空心葉片2和不銹鋼筐3浸入高壓釜I中的堿溶液4，升降機(jī)構(gòu)11與不銹鋼筐3連接。本發(fā)明中，氣泡盤7上設(shè)有孔，單位面積內(nèi)孔的數(shù)量為2-10個(gè)/厘米2，孔的直徑為1-5毫米；本發(fā)明中，升降機(jī)構(gòu)可以采用齒輪式，也可采用鏈條式或皮帶式；本發(fā)明中，陶瓷型芯脫除化學(xué)介質(zhì)為NaOH或KOH水溶液，其濃度為20-35% ；本發(fā)明中，堿溶液的加熱溫度控制在160°C _280°C之間以加快反應(yīng)速度；本發(fā)明中，高壓釜內(nèi)的壓力控制在1-5個(gè)大氣壓；本發(fā)明中，氣泡鼓入高壓釜的時(shí)間為10-30分鐘，然后進(jìn)行泄壓至常壓狀態(tài)，然后不斷重復(fù)直至陶瓷型芯脫除完畢為止；本發(fā)明中，陶瓷型芯為二氧化硅基陶瓷型芯或氧化鋁基陶瓷型芯；
本發(fā)明中，葉片脫除型芯后采用濃度為2-10%鹽酸溶液進(jìn)行綜合，然后采用水進(jìn)行清洗。本發(fā)明的有益效果在于:采用本發(fā)明的陶瓷型芯脫除設(shè)備，相對于傳統(tǒng)方法脫除陶瓷型芯的優(yōu)點(diǎn)為，葉片表面損傷幾乎可以不考慮，同時(shí)通過向堿液中吹入大量的微小氣泡，使其穿過鑄件中的各種孔隙而達(dá)到陶瓷型芯較深處，大大加快了陶瓷型芯脫除速度。


圖1是本發(fā)明空心葉片陶瓷型芯高效脫除設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是采用本發(fā)明的陶瓷型芯脫除設(shè)備脫除的空心葉片。
具體實(shí)施例方式圖1是本發(fā)明空心葉片陶瓷型芯高效脫除設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，其中I是高壓釜、2是空心葉片、3是不銹鋼筐、4是堿溶液、5是壓力泵、6是儲氣室、7是氣泡盤、8是加熱體、9是泄壓閥、10是安全閥、11是升降機(jī)構(gòu)；通過加壓方式向堿溶液4中吹入大量的微小氣泡，使其穿過空心葉片2鑄件中的各種孔隙而達(dá)到陶瓷型芯較深處，利用氣泡對固液界面反應(yīng)層的高速?zèng)_刷作用，讓反應(yīng)產(chǎn)物快速擴(kuò)散到堿溶液4中，時(shí)刻保證了堿溶液4與陶瓷型芯的接觸并使反應(yīng)正常進(jìn)行，大大加快陶瓷型芯脫除速度。實(shí)施例1:在高壓釜I內(nèi)配制濃度為30%的NaOH堿溶液4，利用升降機(jī)構(gòu)11將鑄造后的空心葉片2放置在不銹鋼筐3中，葉片用陶瓷型芯為二氧化硅基陶瓷型芯，對堿溶液4進(jìn)行加熱，加熱溫度為250°C，同時(shí)，開啟壓力泵5，將氣泡鼓入高壓釜I中，鼓入的時(shí)間為30分鐘，高壓釜I內(nèi)壓力升至4個(gè)大氣壓時(shí)，打開泄壓閥9進(jìn)行泄壓至常壓狀態(tài)，然后重復(fù)以上過程10次，陶瓷型芯脫除完畢，空心葉片2脫除型芯后采用濃度為2-10%鹽酸溶液進(jìn)行綜合，然后采用水進(jìn)行清洗，脫除陶瓷型芯的空心葉片2見圖2。由圖2可以看出，采用本發(fā)明的設(shè)備，得到的空心葉片2脫芯效果良好，葉片表面無損傷，脫芯時(shí)間明顯縮短，只需幾個(gè)小時(shí)就可以完成脫芯工作；而采用傳統(tǒng)生產(chǎn)中的設(shè)備脫芯則至少需要1-2天的時(shí)間才能脫芯完畢。實(shí)施例2:在高壓釜I內(nèi)配制濃度為35%的KOH堿溶液4，利用升降機(jī)構(gòu)11將鑄造后的空心葉片2放置在不銹鋼筐3中，葉片用陶瓷型芯為二氧化硅基陶瓷型芯，對堿溶液4進(jìn)行加熱，加熱溫度為170°C，同時(shí)，開啟空氣壓力泵5，將氣泡鼓入高壓釜I中，鼓入的時(shí)間為25分鐘，高壓釜I內(nèi)壓力升至4個(gè)大氣壓實(shí)，大開泄壓閥9進(jìn)行泄壓至常壓狀態(tài)，然后不斷重復(fù)以上過程，直至陶瓷型芯脫除完畢為止，葉片脫除型芯后采用濃度為3%鹽酸溶液進(jìn)行綜合，然后采用水進(jìn)行清洗，最后得到脫除型芯后的鑄件。實(shí)施例3:在高壓釜I內(nèi)配制濃度為30%的KOH堿溶液4，利用升降機(jī)構(gòu)11將鑄造后的空心葉片2放置在不銹鋼筐3中，葉片用 陶瓷型芯為二氧化硅基陶瓷型芯，對堿溶液4進(jìn)行加熱，加熱溫度為230°C，同時(shí)，開啟空氣壓力泵5，將氣泡鼓入高壓釜I中，鼓入的時(shí)間為20分鐘，高壓釜I內(nèi)壓力升至3個(gè)大氣壓實(shí)，大開泄壓閥9進(jìn)行泄壓至常壓狀態(tài)，然后不斷重復(fù)以上過程，直至陶瓷型芯脫除完畢為止，葉片脫除型芯后采用濃度為3%鹽酸溶液進(jìn)行綜合，然后采用水進(jìn)行清洗，最后得到脫除型芯后的鑄件。實(shí)施例4:在高壓釜內(nèi)I配制濃度為35%的KOH堿溶液4，利用升降機(jī)構(gòu)11將鑄造后的空心葉片2放置在不銹鋼筐3中，葉片用陶瓷型芯為氧化鋁基陶瓷型芯，對堿溶液4進(jìn)行加熱，加熱溫度為270°C，同時(shí)，開啟空氣壓力泵5，將氣泡鼓入高壓釜I中，鼓入的時(shí)間為35分鐘，高壓釜I內(nèi)壓力升至4個(gè)大氣壓實(shí)，大開泄壓閥9進(jìn)行泄壓至常壓狀態(tài)，然后不斷重復(fù)以上過程，直至陶瓷型芯脫除完畢為止，葉片脫除型芯后采用濃度為3%鹽酸溶液進(jìn)行綜合，然后采用水進(jìn)行清洗，最后得到脫除型芯后的鑄件。以上4個(gè)實(shí)施例，采用本發(fā)明的設(shè)備后，都得到了良好的脫芯效果，葉片表面基本無損傷，且脫芯時(shí)間大大縮短，提高了脫芯效率2倍以上。以上所述 僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的申請范圍；凡其他未脫離本發(fā)明所揭示的實(shí)質(zhì)下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種空心葉片陶瓷型芯脫除設(shè)備，其特征在于結(jié)構(gòu)主要包括高壓釜(I)、不銹鋼筐(3)、壓力泵(5)、儲氣室(6)、氣泡盤(7)、加熱體(8)、泄壓閥(9)、安全閥(10)、升降機(jī)構(gòu)(11);所述氣泡盤(7)位于高壓釜⑴最底部；加熱體⑶位于高壓釜⑴外側(cè)；壓力泵(5)和儲氣室(6)通過導(dǎo)氣管連接于高壓釜(I);泄壓閥(9)和安全閥(10)設(shè)置于高壓釜(I)頂部；不銹鋼筐(3)設(shè)置于氣泡盤(7)上方；升降機(jī)構(gòu)(11)與不銹鋼筐(3)連接；使用過程中，空心葉片(2)放入不銹鋼筐(3)內(nèi)，并且空心葉片(2)和不銹鋼筐(3)浸入高壓釜(I)中的堿溶液⑷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空心葉片陶瓷型芯脫除設(shè)備，其特征在于所述高壓釜(I)、氣泡盤(7)采用不銹鋼材料或鎳基高溫合金材料制備。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的空心葉片陶瓷型芯脫除設(shè)備，其特征在于所述氣泡盤(7)上設(shè)有孔，單位面積內(nèi)孔的數(shù)量為2-10個(gè)/厘米2，孔的直徑為1-5毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空心葉片陶瓷型芯脫除設(shè)備，其特征在于所述升降機(jī)構(gòu)(II)可以采用齒輪式，也可采用鏈條式或皮帶式。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空心葉片陶瓷型芯脫除設(shè)備的使用方法，其特征在于所述堿溶液⑷的加熱溫度控制在160°C _280°C之間；高壓釜⑴內(nèi)的壓力控制在1-5個(gè)大氣壓；氣泡鼓入高壓釜(I)的時(shí)間為10-30分鐘時(shí)，然后進(jìn)行泄壓至常壓狀態(tài)，不斷重復(fù)直至陶瓷型芯脫除完畢為止。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種陶瓷型芯脫除設(shè)備，結(jié)構(gòu)主要包括高壓釜1、不銹鋼筐3、壓力泵5、儲氣室6、氣泡盤7、加熱體8、泄壓閥9、安全閥10、升降機(jī)構(gòu)11；使用過程中通過加壓方式向堿溶液4中吹入大量的微小氣泡，使其穿過空心葉片2中的各種孔隙而達(dá)到陶瓷型芯較深處，利用氣泡對固液界面反應(yīng)層的高速?zèng)_刷作用，讓反應(yīng)產(chǎn)物快速擴(kuò)散到堿溶液中，時(shí)刻保證了堿液與陶瓷型芯的接觸并使反應(yīng)正常進(jìn)行，大大加快陶瓷型芯脫除速度。
文檔編號B22D29/00GK103252477SQ20121003315
公開日2013年8月21日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者姜衛(wèi)國, 樓瑯洪, 韓汾汾, 王莉, 郝紅全, 劉濤 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所