本發(fā)明涉及熔模精密鑄造工藝，尤其涉及一種能與3d打印實型模相配套的不銹鋼葉輪的熔?？焖勹T造工藝。

背景技術：

葉輪是離心泵中的核心部件，葉輪的葉片通常具有不規(guī)則曲面、結構十分復雜，而且葉輪內部往往又具有許多精細的結構。為保證葉輪工作時的可靠性，對其尺寸精度、形狀公差及表面粗糙度等質量指標要求很高。對于葉輪鑄件生產，行業(yè)中一般采用熔模精密鑄造工藝，熔模精密鑄造工藝生產工序多、周期長、質量影響因素多且控制也較為復雜，其中葉輪的鑄造工藝與澆注系統(tǒng)設計、壓型設計以及制造后與實際生產結構差異性調整等通常要有一個漫長的調整過程，這便導致模具制造費用高、制作周期長。尤其是對于復雜葉輪鑄件和大葉輪鑄件來說，試制費用十分高昂，大大加重了企業(yè)負擔，同時也會嚴重影響后續(xù)新產品的試制。另外，在焙燒過程中，常常伴隨燃燒不完全和型殼內部空氣受熱膨脹情況的發(fā)生，導致型殼極易開裂、并會在型殼內形成殘渣，使精鑄件產生夾渣、氣孔等缺陷而報廢，嚴重影響正常生產。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所需解決的技術問題是：提供一種制造費用低、生產效率高且型殼不會開裂的采用3d打印實型模的不銹鋼葉輪的熔?？焖勹T造工藝。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案是：采用3d打印實型模的不銹鋼葉輪的熔模快速鑄造工藝，包括如下步驟：

（1）在3d打印實型模上準備焊接內澆口的位置設置通氣孔道，然后用普通蠟封住通氣孔道；

（2）將經(jīng)過步驟（1）處理得到的3d打印實型模與形成澆冒口系統(tǒng)的熔模組焊成一體，形成模組；

（3）在步驟（2）中得到的模組表面涂覆改性硅溶膠，改性硅溶膠經(jīng)過干燥和硬化后形成包覆在模組表面的整體型殼；

（4）去除步驟（3）中得到的整體型殼中封蓋在通氣孔道外側的部分型殼，隨后熔掉熔模及封堵在通氣孔道中的普通蠟；

（5）對步驟（4）中熔掉熔模后的型殼與3d打印實型模整體進行風干處理；

（6）將焙燒爐的爐溫升至500℃以上，然后將步驟（5）中得到的風干后的型殼與3d打印實型模整體以3d打印實型模在上的狀態(tài)裝進焙燒爐內，并保持爐門敞開，在富氧狀態(tài)下，將爐內溫度升至（650±10）℃燒蝕3d打印實型模，待充分燃燒后再封閉爐門并將爐內溫度升至（950±10）℃，在3d打印實型模完全被燒蝕后停爐，待型殼冷卻后取出；

（7）使用（50~60）℃的清水對步驟（6）中冷卻后取出的型殼進行沖洗，去除殘存在型殼死角和型殼內層表面的殘渣及殘灰，之后封堵好型殼上在步驟（4）中去除的部分；

（8）將經(jīng)過步驟（7）處理后的型殼放入爐內溫度為（1100~1200）℃的焙燒爐中進行焙燒，然后進行高溫金屬熔液澆注；

（9）待高溫金屬熔液冷卻凝固后，切割開型殼，得到鑄件。

進一步地，前述的采用3d打印實型模的不銹鋼葉輪的熔模快速鑄造工藝，其中：步驟（4）采用高壓脫蠟釜或低壓蒸汽脫蠟爐熔掉熔模及封堵住通氣孔道的普通蠟。

進一步地，前述的采用3d打印實型模的不銹鋼葉輪的熔?？焖勹T造工藝，其中：步驟（4）采用（95~100）℃的熱水熔掉熔模及封堵住通氣孔道的普通蠟。

進一步地，前述的采用3d打印實型模的不銹鋼葉輪的熔?？焖勹T造工藝，其中：步驟（6）中將風干后的型殼與3d打印實型模整體放入焙燒爐后，將爐內溫度升至650℃燒蝕3d打印實型模，待充分燃燒后再封閉爐門并將爐內溫度升至950℃。

本發(fā)明的有益效果是：一、在步驟（1）中對3d打印實型模預設通氣孔道，這樣在步驟（6）的焙燒初始階段，型殼內部氣體受熱膨脹后能夠通過通氣孔道向外排出，能夠有效防止型殼漲裂；二、在步驟（2）中采用硅溶膠含量為10%改性硅溶膠，相比普通硅溶膠，干燥周期能夠縮短1/3以上，從而提升生產效率；三、本工藝能夠與3d打印實型模相配套，生產出的葉輪鑄件尺寸精度高，解決了在傳統(tǒng)工藝中，需要根據(jù)試制葉輪鑄件與設計的差異性來不斷調整模具的工藝參數(shù)這一重大缺陷，從而能夠大幅減少制造費用、縮短制作周期。

具體實施方式

下面結合優(yōu)選實施例對本發(fā)明所述的技術方案作進一步詳細的說明。

實施例一：

采用3d打印實型模的不銹鋼葉輪的熔?？焖勹T造工藝，包括如下步驟：

（1）在3d打印實型模上準備焊接內澆口的位置打出通氣孔道，然后用普通蠟封住通氣孔道，所述3d打印實型模能夠從3d模型生產廠商直接采購到，其材質為sls蠟粉基或sla樹脂基，所述普通蠟是和蠟燭一樣的材質，在（90~95）℃的熱水中能被融化；

（2）將經(jīng)過步驟（1）處理得到的3d打印實型模與形成澆冒口系統(tǒng)的熔模組焊成一體，形成模組；

（3）在步驟（2）中得到的模組表面涂覆硅溶膠含量為10%的改性硅溶膠，改性硅溶膠經(jīng)過干燥和硬化后形成包覆在模組表面的整體型殼，本步驟采用的改性硅溶膠相比普通硅溶膠，干燥周期縮短了1/3以上；

（4）用水去除步驟（3）中得到的整體型殼中封蓋在通氣孔道外側的部分型殼，隨后采用高壓脫蠟釜熔掉熔模及封堵在通氣孔道中的普通蠟，由于3d打印實型模必須在高溫焙燒情況下才能氣化，所以在此步驟中，3d打印實型模不會被脫除；

（5）對步驟（4）中熔掉熔模后的型殼與3d打印實型模整體進行風干處理；

（6）將焙燒爐的爐溫升至500℃以上，然后將步驟（5）中得到的風干后的型殼與3d打印實型模整體以3d打印實型模在上的狀態(tài)裝進焙燒爐內，并保持爐門敞開確保燃燒充分，在富氧狀態(tài)下，將爐內溫度升至660℃燒蝕3d打印實型模，在焙燒的初始階段，型殼內部氣體受熱膨脹，膨脹后的氣體從通氣孔道向外排出，能夠防止型殼漲裂。焙燒時保持煙囪暢通且呈抽風狀態(tài)，待充分燃燒后再封閉爐門并將爐內溫度升至960℃，在3d打印實型模完全被燒蝕后停爐，待型殼冷卻后取出；

（7）使用（50~60）℃的清水對步驟（6）中冷卻后取出的型殼進行沖洗，去除殘存在型殼死角和型殼內層表面的殘渣及殘灰，防止殘渣和殘灰影響到鑄件的尺寸精度，之后封堵好型殼上在步驟（4）中去除的部分；

（8）將經(jīng)過步驟（7）處理后的型殼放入爐內溫度為（1100~1200）℃的焙燒爐中進行焙燒，然后進行高溫金屬熔液澆注；

（9）待高溫金屬熔液冷卻凝固后，切割開型殼，得到不銹鋼葉輪鑄件。

實施例二：

采用3d打印實型模的不銹鋼葉輪的熔?？焖勹T造工藝，包括如下步驟：

（1）在3d打印實型模上準備焊接內澆口的位置打出通氣孔道，然后用普通蠟封住通氣孔道，所述3d打印實型模能夠從3d模型生產廠商直接采購到，其材質為sls蠟粉基或sla樹脂基，所述普通蠟是和蠟燭一樣的材質，在（90~95）℃的熱水中能被融化；

（2）將經(jīng)過步驟（1）處理得到的3d打印實型模與形成澆冒口系統(tǒng)的熔模組焊成一體，形成模組；

（3）在步驟（2）中得到的模組表面涂覆硅溶膠含量為10%的改性硅溶膠，改性硅溶膠經(jīng)過干燥和硬化后形成包覆在模組表面的整體型殼，本步驟采用的改性硅溶膠相比普通硅溶膠，干燥周期縮短了1/3以上；

（4）用水去除步驟（3）中得到的整體型殼中封蓋在通氣孔道外側的部分型殼，隨后采用低壓蒸汽脫蠟爐熔掉熔模及封堵在通氣孔道中的普通蠟，由于3d打印實型模必須在高溫焙燒情況下才能氣化，所以在此步驟中，3d打印實型模不會被脫除；

（5）對步驟（4）中熔掉熔模后的型殼與3d打印實型模整體進行風干處理；

（6）將焙燒爐的爐溫升至500℃以上，然后將步驟（5）中得到的風干后的型殼與3d打印實型模整體以3d打印實型模在上的狀態(tài)裝進焙燒爐內，并保持爐門敞開確保燃燒充分，在富氧狀態(tài)下，將爐內溫度升至640℃燒蝕3d打印實型模，在焙燒的初始階段，型殼內部氣體受熱膨脹，膨脹后的氣體從通氣孔道向外排出，能夠防止型殼漲裂。焙燒時保持煙囪暢通且呈抽風狀態(tài)，待充分燃燒后再封閉爐門并將爐內溫度升至940℃，在3d打印實型模完全被燒蝕后停爐，待型殼冷卻后取出；

（7）使用（50~60）℃的清水對步驟（6）中冷卻后取出的型殼進行沖洗，去除殘存在型殼死角和型殼內層表面的殘渣及殘灰，防止殘渣和殘灰影響到鑄件的尺寸精度，之后封堵好型殼上在步驟（4）中去除的部分；

（8）將經(jīng)過步驟（7）處理后的型殼放入爐內溫度為（1100~1200）℃的焙燒爐中進行焙燒，然后進行高溫金屬熔液澆注；

（9）待高溫金屬熔液冷卻凝固后，切割開型殼，得到不銹鋼葉輪鑄件。

實施例三：

采用3d打印實型模的不銹鋼葉輪的熔?？焖勹T造工藝，包括如下步驟：

（1）在3d打印實型模上準備焊接內澆口的位置打出通氣孔道，然后用普通蠟封住通氣孔道，所述3d打印實型模能夠從3d模型生產廠商直接采購到，其材質為sls蠟粉基或sla樹脂基，所述普通蠟是和蠟燭一樣的材質，在（90~95）℃的熱水中能被融化；

（2）將經(jīng)過步驟（1）處理得到的3d打印實型模與形成澆冒口系統(tǒng)的熔模組焊成一體，形成模組；

（3）在步驟（2）中得到的模組表面涂覆硅溶膠含量為10%的改性硅溶膠，改性硅溶膠經(jīng)過干燥和硬化后形成包覆在模組表面的整體型殼，本步驟采用的改性硅溶膠相比普通硅溶膠，干燥周期縮短了1/3以上；

（4）用水去除步驟（3）中得到的整體型殼中封蓋在通氣孔道外側的部分型殼，隨后采用（95~100）℃的熱水熔掉熔模及封堵在通氣孔道中的普通蠟，由于3d打印實型模必須在高溫焙燒情況下才能氣化，所以在此步驟中，3d打印實型模不會被脫除；

（5）對步驟（4）中熔掉熔模后的型殼與3d打印實型模整體進行風干處理；

（6）將焙燒爐的爐溫升至500℃以上，然后將步驟（5）中得到的風干后的型殼與3d打印實型模整體以3d打印實型模在上的狀態(tài)裝進焙燒爐內，并保持爐門敞開確保燃燒充分，在富氧狀態(tài)下，將爐內溫度升至650℃燒蝕3d打印實型模，在焙燒的初始階段，型殼內部氣體受熱膨脹，膨脹后的氣體從通氣孔道向外排出，能夠防止型殼漲裂。焙燒時保持煙囪暢通且呈抽風狀態(tài)，待充分燃燒后再封閉爐門并將爐內溫度升至950℃，在3d打印實型模完全被燒蝕后停爐，待型殼冷卻后取出；

（7）使用（50~60）℃的清水對步驟（6）中冷卻后取出的型殼進行沖洗，去除殘存在型殼死角和型殼內層表面的殘渣及殘灰，防止殘渣和殘灰影響到鑄件的尺寸精度，之后封堵好型殼上在步驟（4）中去除的部分；

（8）將經(jīng)過步驟（7）處理后的型殼放入爐內溫度為（1100~1200）℃的焙燒爐中進行焙燒，然后進行高溫金屬熔液澆注；

（9）待高溫金屬熔液冷卻凝固后，切割開型殼，得到不銹鋼葉輪鑄件。

上述結構的采用3d打印實型模的不銹鋼葉輪的熔?？焖勹T造工藝的優(yōu)點在于：一、在步驟（1）中對3d打印實型模預設通氣孔道，這樣在步驟（6）的焙燒初始階段，型殼內部氣體受熱膨脹后能夠通過通氣孔道向外排出，能夠有效防止型殼漲裂；二、在步驟（2）中采用硅溶膠含量為10%改性硅溶膠，相比普通硅溶膠，干燥周期能夠縮短1/3以上，從而提升生產效率；三、本工藝能夠與3d打印實型模相配套，生產出的葉輪鑄件尺寸精度高，解決了在傳統(tǒng)工藝中，需要根據(jù)試制葉輪鑄件與設計的差異性來不斷調整模具的工藝參數(shù)這一重大缺陷，從而能夠大幅減少制造費用、縮短制作周期。