水溶蠟和水溶性陶瓷芯組合在鋁合金熔模鑄造中的應用的制作方法

本發明涉及一種水溶蠟和水溶性陶瓷芯組合在鋁合金熔模鑄造中的應用，尤其是一種水溶蠟和水溶性陶瓷芯組合在鋁合金熔模鑄件中代替抽芯、形成內腔通道的應用，屬于熔模精密鑄造技術領域。

背景技術：

隨著電子和宇航工業的發展，熔模精密鑄件的應用日益廣泛，并向高精度和結構復雜化方向發展，這對熔模精鑄工作者提出了更高的要求。對于有復雜形狀或不允許有拔模斜度的內腔不能采用機械抽芯的方法來形成，必須采用可溶芯（水溶蠟）來形成這種內腔。

水溶蠟用于型腔結構比較特殊、模具無法抽芯的產品，制成水溶芯以代替抽芯，水溶芯放入蠟模模具內壓制蠟模，水溶芯就會包覆在模型蠟內形成蠟模，把含有水溶芯的蠟模完全浸入10%的稀鹽酸水溶液內，水溶芯就會從蠟模內逐漸溶解掉得到所需要的蠟模。

水溶性陶瓷芯具有陶瓷性質、澆鑄后鑄件冷卻至室溫，型芯可在水中迅速消溶，并使鑄件形成表面光潔、尺寸精確的內腔，不需要專門的脫芯設備。水溶陶瓷芯主要用于內腔結構復雜、細孔難于成形及型芯難以清理的各種鋁合金鑄件的生產，澆注后，它們能在水中使型芯潰散，從而達到了除去型芯的目的。隨著現代工業技術的發展，尤其是航空、航天事業的突飛猛進，鑄件的形狀日益復雜，對其內腔的復雜程度、尺寸精度及表面光潔度等方面越來越高。采用水溶蠟和水溶陶瓷芯生產鋁合金精密鑄件在我國的應用尚不十分普及，把水溶蠟和水溶性陶瓷芯組合技術應用于鋁合金精密鑄造領域在我國尚屬首例。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種水溶蠟和水溶性陶瓷芯組合在鋁合金熔模鑄造中的應用，適用于不允許有拔模斜度的內腔的鑄件，以及內腔細薄難于制殼成形及型芯難以清理的各種鋁合金鑄件的生產。

按照本發明提供的技術方案，所述水溶蠟和水溶性陶瓷芯組合在鋁合金熔模鑄造中的應用，其特征是，包括以下步驟：

（1）制作所需形狀的水溶蠟和水溶性陶瓷芯，水溶蠟與所需鑄造工件中模具無法抽芯處的型腔形狀一致，水溶性陶瓷芯與所需鑄造工件中內腔結構復雜、細孔難于成形及型芯難以清理處的型腔形狀一致；

（2）將水溶蠟和水溶性陶瓷芯放入蠟模模具內壓制蠟模，將水溶蠟和水溶性陶瓷芯包覆在模型蠟內所需位置形成蠟模，蠟模的外形與所需鑄造工件的外形一致；

（3）在水溶性陶瓷芯露出蠟模的外表面涂浸封蠟；

（4）將蠟模完全浸入稀鹽酸水溶液內，將水溶蠟從蠟模內溶解掉，并清洗殘留的水溶蠟；

（5）經步驟（4）將水溶蠟去除后，將水溶性陶瓷芯上的浸封蠟刮掉；

（6）進行蠟模組樹、制殼，形成模殼；

（7）將步驟（6）得到的模殼置于蒸汽脫蠟釜中進行脫蠟，使蠟模溶解；

（8）經步驟（7）脫蠟后進行焙燒；

（9）焙燒后進行澆鑄，冷卻、去除模殼，形成所需鑄件；

（10）將步驟（9）得到的鑄件浸入清水中，將水溶性陶瓷芯溶解去除。

進一步的，所述步驟（4）中稀鹽酸的濃度為10-30%。

進一步的，所述步驟（7）中，脫蠟溫度為160-180℃，時間為10-20min。

進一步的，所述步驟（8）中焙燒的溫度為700±50℃，燒干時間為2-2.5h。

進一步的，還包括對步驟（10）得到的鑄件進行修整的步驟：磨澆口，粗噴砂，熱處理后精磨，細噴砂，得到鑄件成品。

本發明所述水溶蠟和水溶性陶瓷芯組合在鋁合金熔模鑄造中的應用，適用于不允許有拔模斜度的內腔的鑄件，以及內腔細薄難于制殼成形及型芯難以清理的各種鋁合金鑄件的生產。本發明在鋁合金精鑄造中采用水溶蠟和水溶陶瓷芯組合技術，實現了精密鑄造鋁合金鑄件技術的突破性的進展，將會帶來好的技術和經濟效益，同時也提高了熔模鑄造的整個制造業的水平，為后期高精尖的產品做了一個良好的鋪墊，展望未來，水溶蠟和水溶陶瓷芯組合技術在今后的應用上會有一個廣闊的前景。

附圖說明

圖1為本發明所述水溶性陶瓷芯的結構示意圖。

圖2為本發明所述水溶蠟的結構示意圖。

圖3為水溶性陶瓷芯、水溶蠟和蠟模組合件的結構示意圖。

圖4為水溶性陶瓷芯、水溶蠟和蠟模組合件的俯視圖。

圖5為圖4的a-a剖視圖。

圖6為模具裝配示意圖。

圖7為圖6的b-b剖視圖。

附圖標記說明：1-水溶蠟、2-水溶性陶瓷芯、3-蠟模。

具體實施方式

下面結合具體附圖對本發明作進一步說明。

實施例一：一種水溶蠟和水溶性陶瓷芯組合在鋁合金熔模鑄造中的應用，包括以下步驟：

（1）制作所需形狀的水溶蠟和水溶性陶瓷芯，水溶蠟與所需鑄造工件中模具無法抽芯處的型腔形狀一致（如圖2所示），水溶性陶瓷芯與所需鑄造工件中內腔結構復雜、細孔難于成形及型芯難以清理處的型腔形狀一致（如圖1所示）；

（2）將水溶蠟1和水溶性陶瓷芯2放入蠟模模具內壓制蠟模，將水溶蠟和水溶性陶瓷芯包覆在模型蠟內所需位置形成蠟模3，蠟模的外形與所需鑄造工件的外形一致，如圖3-圖5所示；

（3）在水溶性陶瓷芯露出蠟模的外表面涂浸封蠟，以避免后續水溶蠟溶解時水溶性陶瓷芯也發生溶解；

（4）將蠟模完全浸入濃度10%的鹽酸水溶液內，將水溶蠟從蠟模內溶解掉，并清洗殘留的水溶蠟；

（5）經步驟（4）將水溶蠟去除后，將水溶性陶瓷芯上的浸封蠟刮掉；

（6）進行蠟模組樹、制殼，形成模殼，如圖6、圖7所示；

（7）將步驟（6）得到的模殼置于蒸汽脫蠟釜中進行脫蠟，使蠟模溶解，溫度為160℃，時間為20min；

（8）脫蠟后在650℃進行焙燒，焙燒時間為2.5h；

（9）焙燒后進行澆鑄，冷卻、去除模殼，形成所需鑄件；

（10）將步驟（9）得到的鑄件浸入清水中，將水溶性陶瓷芯溶解去除；

（11）最后對步驟（10）得到的鑄件進行修整的步驟：磨澆口，粗噴砂，熱處理后精磨，細噴砂，得到鑄件成品。

實施例二：一種水溶蠟和水溶性陶瓷芯組合在鋁合金熔模鑄造中的應用，包括以下步驟：

（1）制作所需形狀的水溶蠟和水溶性陶瓷芯，水溶蠟與所需鑄造工件中模具無法抽芯處的型腔形狀一致（如圖2所示），水溶性陶瓷芯與所需鑄造工件中內腔結構復雜、細孔難于成形及型芯難以清理處的型腔形狀一致（如圖1所示）；

（2）將水溶蠟1和水溶性陶瓷芯2放入蠟模模具內壓制蠟模，將水溶蠟和水溶性陶瓷芯包覆在模型蠟內所需位置形成蠟模3，蠟模的外形與所需鑄造工件的外形一致，如圖3-圖5所示；

（3）在水溶性陶瓷芯露出蠟模的外表面涂浸封蠟，以避免后續水溶蠟溶解時水溶性陶瓷芯也發生溶解；

（4）將蠟模完全浸入濃度30%的鹽酸水溶液內，將水溶蠟從蠟模內溶解掉，并清洗殘留的水溶蠟；

（5）經步驟（4）將水溶蠟去除后，將水溶性陶瓷芯上的浸封蠟刮掉；

（6）進行蠟模組樹、制殼，形成模殼，如圖6、圖7所示；

（7）將步驟（6）得到的模殼置于蒸汽脫蠟機中進行脫蠟，使蠟模溶解，溫度為180℃，時間為10min；

（8）脫蠟后在750℃進行焙燒，焙燒時間為2h；

（9）焙燒后進行澆鑄，冷卻、去除模殼，形成所需鑄件；

（10）將步驟（9）得到的鑄件浸入清水中，將水溶性陶瓷芯溶解去除；

（11）最后對步驟（10）得到的鑄件進行修整的步驟：磨澆口，粗噴砂，熱處理后精磨，細噴砂，得到鑄件成品。

實施例三：一種水溶蠟和水溶性陶瓷芯組合在鋁合金熔模鑄造中的應用，包括以下步驟：

（1）制作所需形狀的水溶蠟和水溶性陶瓷芯，水溶蠟與所需鑄造工件中模具無法抽芯處的型腔形狀一致（如圖2所示），水溶性陶瓷芯與所需鑄造工件中內腔結構復雜、細孔難于成形及型芯難以清理處的型腔形狀一致（如圖1所示）；

（2）將水溶蠟1和水溶性陶瓷芯2放入蠟模模具內壓制蠟模，將水溶蠟和水溶性陶瓷芯包覆在模型蠟內所需位置形成蠟模3，蠟模的外形與所需鑄造工件的外形一致，如圖3-圖5所示；

（3）在水溶性陶瓷芯露出蠟模的外表面涂浸封蠟，以避免后續水溶蠟溶解時水溶性陶瓷芯也發生溶解；

（4）將蠟模完全浸入濃度20%的鹽酸水溶液內，將水溶蠟從蠟模內溶解掉，并清洗殘留的水溶蠟；

（5）經步驟（4）將水溶蠟去除后，將水溶性陶瓷芯上的浸封蠟刮掉；

（6）進行蠟模組樹、制殼，形成模殼，如圖6、圖7所示；

（7）將步驟（6）得到的模殼置于蒸汽脫蠟機中進行脫蠟，使蠟模溶解，溫度為170℃，時間為15min；

（8）脫蠟后在700℃進行焙燒，焙燒時間為2h；

（9）焙燒后進行澆鑄，冷卻、去除模殼，形成所需鑄件；

（10）將步驟（9）得到的鑄件浸入清水中，將水溶性陶瓷芯溶解去除；

（11）最后對步驟（10）得到的鑄件進行修整的步驟：磨澆口，粗噴砂，熱處理后精磨，細噴砂，得到鑄件成品。