一種用于生產(chǎn)高精度ps粉模型精鑄件的方法
【專利摘要】一種用于生產(chǎn)高精度PS粉模型精鑄件的方法，涉及鈦合金熔模精密鑄造領(lǐng)域，該工藝方法包括模型設(shè)計、PS粉模型燒結(jié)、PS粉模型浸蠟、模殼制作和澆鑄鑄件五個階段以提高組件的精度；本發(fā)明從設(shè)計端和實施端兩個階段入手，優(yōu)化模型設(shè)計，并完善浸蠟工藝，制作出高質(zhì)量的蠟?zāi)ＤＰ停M而有效的解決PS粉模型精鑄件尺寸精度不合格，表面粗糙度大的問題。
【專利說明】
一種用于生產(chǎn)高精度PS粉模型精鑄件的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及鈦合金熔模精密鑄造領(lǐng)域，具體的說是涉及一種用于生產(chǎn)高精度PS粉 模型精鑄件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] RP激光快速成型技術(shù)，是集激光燒結(jié)、蠟?zāi)３尚图庸ぜ昂罄m(xù)鑄造為一體的新技術(shù)。 其具有制作周期短，加工過程自動化等一系列優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于制作分模困難、造型復(fù) 雜的鑄件。但在實際生產(chǎn)中卻存在尺寸精度不合格，鑄件表面粗糙程度大的問題。通過測量 發(fā)現(xiàn)，鑄件尺寸精度僅能達到標準(^6103-2004)的CT9級，而精鑄件尺寸精度一般要求在 CT7級以下。同時鑄件表面的粗糙度在6.3~12.5!1111之間，而標準(6邛28964-2007)對精鑄件 表面粗糙度的要求為6.3ym以下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題，提供一種用于生產(chǎn)高精度PS粉模型精鑄件的方 法，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，有效解決了 PS粉模型精鑄件尺寸精度不合格，表面粗糙度大的問題。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種用于生產(chǎn)高精度PS粉模型精鑄件的方法，包括 以下步驟： 步驟一、模型設(shè)計 步驟101、首先設(shè)計出待加工精鑄件模型的階梯試樣若干組，然后進行激光快速燒結(jié)， 獲得大量的尺寸偏差數(shù)據(jù)，從而建立偏差數(shù)據(jù)庫，通過擬合計算獲得該階梯試樣的偏差率； 步驟102、根據(jù)步驟101得到的偏差率，計算階梯試樣的補償量，并根據(jù)得到的數(shù)值預(yù)先 在精鑄件模型上增設(shè)補償量以獲得最終的模型尺寸，備用； 步驟二、PS粉模燒結(jié) 步驟201，在計算機中建立步驟101中制作試樣的三維實體模型，用分層軟件進行切片 處理，得到每一加工層面的信息，并轉(zhuǎn)換為電信號控制激光掃描系統(tǒng)； 步驟202、由鋪粉車在工作臺上均勻的的鋪設(shè)一層0. lmm~0.2mm厚的聚苯乙烯粉末，備 用； 步驟202、激光束在計算機的控制下按照程序分層進行燒結(jié)，如此往復(fù)，直至完成整個 模型，備用； 步驟三、將步驟202制得的模型在蠟溫為120~125 °C、浸蠟時間為5~7s、浸蠟層數(shù)為卜2 層的條件下進行浸蠟，浸蠟完成后備用； 步驟四、采用耐火采用與黏膠劑制備模殼，將制作好的模殼通風陰干6~8天，然后對陰 干的模殼在溫度為1000~1100攝氏度的條件下焙燒1~2天，取出后備用； 步驟五、對經(jīng)步驟四處理后的模殼進行真空離心澆注，澆注時的溫度在1650°C以上，澆 注離心轉(zhuǎn)速為180轉(zhuǎn)/分，澆注后冷卻lh獲得產(chǎn)品。
[0005] 所述階梯試樣為尺寸為①20-①360mm、間隔為5mm的圓柱試樣。
[0006] 所述階梯試樣為尺寸為20-360mm、間隔為5mm的方形試樣。
[0007] 本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明從設(shè)計端和實施端兩個階段入手，優(yōu)化模型設(shè)計，并完 善浸蠟工藝，制作出高質(zhì)量的蠟?zāi)ＤＰ停M而有效的解決PS粉模型精鑄件尺寸精度不合格， 表面粗糙度大的問題。該工藝方法固化后，設(shè)計和實施過程簡單，效果明顯，能夠滿足實際 鑄件的生產(chǎn)要求，采用發(fā)明的方法鑄件尺寸精度由原來的CT9級提高到CT7級，表面粗糙度 由原來的6.3-12.5ym之間降低到3.2ym。
【具體實施方式】
[0008] 一種用于生產(chǎn)高精度PS粉模型精鑄件的方法，包括以下步驟： 步驟一、模型設(shè)計 步驟101、首先設(shè)計出待加工精鑄件模型的階梯試樣若干組，然后進行激光快速燒結(jié)， 獲得大量的尺寸偏差數(shù)據(jù)，從而建立偏差數(shù)據(jù)庫，通過擬合計算獲得該階梯試樣的偏差率； 步驟102、根據(jù)步驟101得到的偏差率，計算階梯試樣的補償量，并根據(jù)得到的數(shù)值預(yù)先 在精鑄件模型上增設(shè)補償量以獲得最終的模型尺寸，備用； 步驟二、PS粉模燒結(jié) 步驟201，在計算機中建立步驟101中制作試樣的三維實體模型，用分層軟件進行切片 處理，得到每一加工層面的信息，并轉(zhuǎn)換為電信號控制激光掃描系統(tǒng)； 步驟202、由鋪粉車在工作臺上均勻的的鋪設(shè)一層0. lmm~0.2mm厚的聚苯乙烯粉末，備 用； 步驟202、激光束在計算機的控制下按照程序分層進行燒結(jié)，如此往復(fù)，直至完成整個 模型，備用； 步驟三、將步驟202制得的模型在蠟溫為120~125 °C、浸蠟時間為5~7s、浸蠟層數(shù)為1~2 層的條件下進行浸蠟，浸蠟完成后備用； 步驟四、采用耐火采用與黏膠劑制備模殼，將制作好的模殼通風陰干6~8天，然后對陰 干的模殼在溫度為1000~1100攝氏度的條件下焙燒1~2天，取出后備用； 步驟五、對經(jīng)步驟四處理后的模殼進行真空離心澆注，澆注時的溫度在1650°C以上，澆 注離心轉(zhuǎn)速為180轉(zhuǎn)/分，澆注后冷卻lh獲得產(chǎn)品。
[0009] 所述階梯試樣為尺寸為①20-①360mm、間隔為5mm的圓柱試樣。
[0010] 所述階梯試樣為尺寸為20-360mm、間隔為5mm的方形試樣。
[0011] 本發(fā)明從設(shè)計端和實施端兩個階段入手，優(yōu)化模型設(shè)計，并完善浸蠟工藝，制作出 高質(zhì)量的蠟?zāi)ＤＰ?，進而有效的解決PS粉模型精鑄件尺寸精度不合格，表面粗糙度大的問 題。該工藝方法固化后，設(shè)計和實施過程簡單，效果明顯，能夠滿足實際鑄件的生產(chǎn)要求。
[0012] 本發(fā)明在模型設(shè)計時可首先設(shè)計2種階梯試樣:①尺寸為020-360,間隔為5mm的 圓柱試樣。②尺寸為20-360,間隔為5mm的方形試樣。然后計算獲得了激光燒結(jié)上述兩種模 型的偏差率:①種試樣的偏差率為0.5%-1.2%。②種試樣的偏差率為0.1%-0.5%，并結(jié)合實際 生產(chǎn)收集的大量數(shù)據(jù)建立了偏差數(shù)據(jù)庫。
[0013] 在工藝設(shè)計階段，通過上述偏差數(shù)據(jù)庫，預(yù)先增加補償量設(shè)計出滿足尺寸要求的 模型。如對于O 200mm的尺寸來說，其偏差率為0.75%，則補償量設(shè)計為1.5mm，從而確定最終 需要加工的模型尺寸為0 201.5mm。
[0014] 以下結(jié)合具體實施例進一步闡釋本發(fā)明。
[0015] 在某葉輪的實際生產(chǎn)中，根據(jù)本發(fā)明的工藝方法，（1)首先，在模型設(shè)計補償量時， 在偏差數(shù)據(jù)庫中獲得主要特征的補償量如表1所示： 表1特征尺寸補償量
(2) 浸蠟過程工藝參數(shù)的設(shè)定如表2所示： 表2浸蠟工藝參數(shù)設(shè)定
(3) 應(yīng)用效果： 1)鑄件尺寸采用游標卡尺測定完后，主要特征尺寸滿足標準(^6103-2004)的CT7級。
[0016] 2)按照上述工藝方案制作出的產(chǎn)品表面粗糙度儀測量了18個點的粗糙度值，如表 3所示，平均粗糙度值為2.795ym。葉輪局部部位采用鑄造表面粗糙度比較樣塊(GB. 6060.1-85)進行對比發(fā)現(xiàn)，粗糙度值介于3.2ym和6.3ym之間，滿足標準GJB2896A-2007的要求。 [0017]表3 18個測量點的粗糙度值(ym)
【主權(quán)項】
1. 一種用于生產(chǎn)高精度PS粉模型精鑄件的方法，其特征在于:包括以下步驟： 步驟一、模型設(shè)計 步驟101、首先設(shè)計出待加工精鑄件模型的階梯試樣若干組，然后進行激光快速燒結(jié)， 獲得大量的尺寸偏差數(shù)據(jù)，從而建立偏差數(shù)據(jù)庫，通過擬合計算獲得該階梯試樣的偏差率； 步驟102、根據(jù)步驟101得到的偏差率，計算階梯試樣的補償量，并根據(jù)得到的數(shù)值預(yù)先 在精鑄件模型上增設(shè)補償量以獲得最終的模型尺寸，備用； 步驟二、PS粉模燒結(jié) 步驟201，在計算機中建立步驟101中制作試樣的三維實體模型，用分層軟件進行切片 處理，得到每一加工層面的信息，并轉(zhuǎn)換為電信號控制激光掃描系統(tǒng)； 步驟202、由鋪粉車在工作臺上均勻的的鋪設(shè)一層0.1mm~0.2mm厚的聚苯乙烯粉末，備 用； 步驟202、激光束在計算機的控制下按照程序分層進行燒結(jié)，如此往復(fù)，直至完成整個 模型，備用； 步驟三、將步驟202制得的模型在蠟溫為120~125°C、浸蠟時間為5~7s、浸蠟層數(shù)為1~2 層的條件下進行浸蠟，浸蠟完成后備用； 步驟四、采用耐火采用與黏膠劑制備模殼，將制作好的模殼通風陰干6~8天，然后對陰 干的模殼在溫度為1000~1100攝氏度的條件下焙燒1~2天，取出后備用； 步驟五、對經(jīng)步驟四處理后的模殼進行真空離心澆注，澆注時的溫度在1650Γ以上，澆 注離心轉(zhuǎn)速為180轉(zhuǎn)/分，澆注后冷卻Ih獲得產(chǎn)品。2. 如權(quán)利要求1所述的一種用于生產(chǎn)高精度PS粉模型精鑄件的方法，其特征在于:所述 階梯試樣為尺寸為Φ 20-Φ 360mm、間隔為5mm的圓柱試樣。3. 如權(quán)利要求1所述的一種用于生產(chǎn)高精度PS粉模型精鑄件的方法，其特征在于:所述 階梯試樣為尺寸為20-360_、間隔為5mm的方形試樣。
【文檔編號】B22C9/04GK105880467SQ201610381108
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】喬海濱, 袁兵兵, 楊紅霞, 包淑娟, 劉茵琪
【申請人】洛陽雙瑞精鑄鈦業(yè)有限公司