本發(fā)明涉及熔模精密鑄造領(lǐng)域，具體地講是一種預(yù)防陶瓷型殼開裂的方法。
背景技術(shù)：
熔模精密鑄造由于其精度高、表面質(zhì)量好，從20世紀(jì)80年代起得到了廣泛應(yīng)用，尤其對(duì)于高溫合金等難以加工的合金，熔模精密鑄造更是成為了一種常用的成型方法。
熔模精密鑄造的工序包括壓蠟、組樹、制殼（包括沾漿、淋砂、脫蠟以及燒殘蠟等）、澆注以及后處理等，工藝極其復(fù)雜。其中制殼工序是關(guān)鍵一環(huán)，許多鑄件缺陷均來自該工序。在制殼工序中，裂紋是常見的一種型殼缺陷，這種缺陷可能導(dǎo)致澆注時(shí)漏鋼、鑄件產(chǎn)生變形、披縫等。
目前，解決型殼裂紋的常見方法都有使用局限性，主要包括以下幾種：
1、提高陶瓷型殼強(qiáng)度，如優(yōu)化陶瓷型殼材料配方、加厚陶瓷型殼等。但是由于鑄件本身的結(jié)構(gòu)原因，在制殼過程中會(huì)造成型殼厚度不均勻，鑄件曲率越大的部位型殼越薄，型殼強(qiáng)度也越低，裂紋往往產(chǎn)生于這些部位。例如燃機(jī)透平葉片型殼在排氣側(cè)非常容易出現(xiàn)裂紋，如果采用提高型殼強(qiáng)度的方法解決裂紋問題，不僅增加型殼制備成本，還通常會(huì)使透平葉片鑄件產(chǎn)生熱裂缺陷。
2、優(yōu)化脫蠟工藝。理論上來說，升壓時(shí)間越短，對(duì)型殼越有利。但很多時(shí)候升壓時(shí)間已經(jīng)達(dá)到最短，卻仍然難以保證型殼不產(chǎn)生裂紋。
3、優(yōu)化脫蠟口設(shè)置。這種方法可以有效地降低型殼開裂的概率，但脫蠟口無法使用于透平葉片等精密度要求很高的鑄件的非加工位置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種預(yù)防陶瓷型殼開裂的方法。使用該方法可以有效地預(yù)防陶瓷型殼在脫蠟階段產(chǎn)生裂紋，且操作簡單，工藝一致性好。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種預(yù)防陶瓷型殼開裂的方法，其特征在于，包括如下步驟：
1）采用陶瓷型殼制作工藝，制得一定厚度的陶瓷型殼；
2）在陶瓷型殼容易出現(xiàn)裂紋部位的陶瓷型殼外表面沿常見裂紋方向覆蓋一定厚度的在脫蠟過程中能夠熔化的材料或不熔化的隔熱材料；
3）將陶瓷型殼放入脫蠟設(shè)備中，采用高溫高壓水蒸氣進(jìn)行脫蠟。
上述方法還包括將脫蠟完成的陶瓷型殼放入高溫焙燒爐中，加熱至600℃～900℃并保溫2～4小時(shí)，燒掉殘余蠟料的步驟。
所述在脫蠟過程中能夠熔化的材料或不熔化的隔熱材料為蠟片、蠟層或硅酸鋁纖維毯之一。
所述一定厚度的在脫蠟過程中能夠熔化的材料或不熔化的隔熱材料的厚度為1mm～10mm，其寬度超過容易出現(xiàn)裂紋部位兩側(cè)各5mm～50mm。
所述不熔化的隔熱材料在脫蠟完成后去除。
本發(fā)明的有益效果是：
1、本發(fā)明方法適用于型殼的任何部位，不會(huì)對(duì)型殼及后續(xù)工序造成任何影響；
2、本發(fā)明方法有效解決了行業(yè)難題，使陶瓷型殼在脫蠟過程中不再產(chǎn)生裂紋，陶瓷型殼合格率達(dá)100%；
3、本發(fā)明方法操作簡單，容易實(shí)施，大大減小了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度；
4、本發(fā)明方法成本低廉、效率高，能節(jié)省大量財(cái)力、物力，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
附圖說明
圖1 為本發(fā)明實(shí)施例在陶瓷型殼易產(chǎn)生裂紋的部位貼蠟片過程示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)：1—蠟?zāi)＃?—陶瓷型殼，3—容易出現(xiàn)裂紋的部位，4—蠟片。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，以熔模精密鑄造燃?xì)廨啓C(jī)透平動(dòng)葉片為例，其預(yù)防陶瓷型殼開裂的方法包括如下步驟：
1）采用陶瓷型殼2制作工藝，制得一定厚度的陶瓷型殼2。
該步驟具體操作如下：
a.采用壓蠟機(jī)將中溫蠟料加熱至62℃后，在6bar的注射壓力下，將蠟料注入燃?xì)廨啓C(jī)透平動(dòng)葉片金屬模具中，蠟料冷卻后取出得到透平動(dòng)葉片蠟?zāi)?；
b.采用與步驟a相同工藝壓制出澆注系統(tǒng)蠟?zāi)＃?/p>
c.將透平動(dòng)葉片蠟?zāi)?和澆注系統(tǒng)蠟?zāi)Ｓ秒姾傅兜裙ぞ呓M裝在一起，制成蠟樹；
d.在澆注系統(tǒng)蠟?zāi)５暮翊蟛课徽辰用撓灴冢?/p>
e.將蠟樹浸入由質(zhì)量比為洗衣粉：水=2:100配成的蠟樹清洗液中，浸泡時(shí)間12s后，在23℃下干燥2小時(shí)；
f.將干燥后的蠟樹浸入由300#白剛玉粉和硅溶膠（SiO2含量為30%）按質(zhì)量比為3:1配成的均勻漿料中，表面均勻沾上一層漿料；
g.從1米高的距離向沾上漿料的蠟樹上垂直撒100#白剛玉砂，讓白剛玉砂均勻粘在漿料上，直到漿料被剛玉砂完全覆蓋；
h.將撒砂完成的蠟樹放入溫度為23℃，濕度為65%的環(huán)境中干燥12小時(shí)；
i. 將干燥后的蠟樹浸入由180#白剛玉粉和硅溶膠（SiO2含量為30%）按質(zhì)量比為2:1配成的漿料中，表面均勻沾上一層漿料；
j. 向漿料層上均勻撒上50#白剛玉砂，讓白剛玉砂均勻粘在漿層上。
k. 將撒砂完成的蠟樹放入溫度為23℃，濕度為35%的環(huán)境中干燥8小時(shí)；
l.重復(fù)步驟i、j、k五次；
m．將蠟樹浸入步驟i使用的漿料中沾上一層漿料后，放入溫度為23℃，濕度為35%的環(huán)境中干燥24小時(shí)，制成帶陶瓷型殼2的蠟樹。
2）在陶瓷型殼2容易出現(xiàn)裂紋部位3即排氣側(cè)型殼外貼3mm厚的一層蠟片4；其寬度超過容易出現(xiàn)裂紋部位3兩側(cè)各30mm。
3）將帶陶瓷型殼2的蠟樹放入高溫高壓蒸汽脫蠟釜中脫蠟，脫蠟溫度170℃，蒸汽壓力0.68Mpa，脫蠟時(shí)間15秒。
4）將脫蠟完成的陶瓷型殼2放入加熱爐中，以200℃/小時(shí)的升溫速度加熱至900℃保溫2小時(shí)后隨爐自然冷卻至150℃出爐。
用陶瓷堵頭將脫蠟口堵住后即能用于澆注鑄件。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的原理是：型殼裂紋產(chǎn)生的原因，是在脫蠟階段，由于裂紋處的型殼強(qiáng)度不夠、脫蠟工藝不當(dāng)或脫蠟口設(shè)置不合理等，造成脫蠟時(shí)型殼內(nèi)的蠟料體積膨脹或熔化后無法及時(shí)排出，從而使型殼脹裂。本發(fā)明利用物質(zhì)熔化吸熱或隔熱原理，脫蠟前，在型殼較薄弱、容易出現(xiàn)裂紋的部位覆蓋一定厚度的在脫蠟過程中能夠熔化的材料或不熔化的隔熱材料，通過材料的熔化吸熱或隔熱延緩該部分蠟的受熱膨脹，使型殼較厚、強(qiáng)度較高部位的蠟先熔化，為型殼較薄部分的蠟的膨脹提供空間，從而預(yù)防陶瓷型殼產(chǎn)生裂紋。