一種可溶芯修補方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于精密鑄造過程中鑄件型腔用型芯修補技術領域，特別是提供了一種可溶芯修補方法。
【背景技術】
[0002]目前，在精密鑄造行業對鑄件型腔的形成有兩種方法:陶瓷型芯和可溶型芯。陶瓷型芯是采用耐火材料按一定的比例混合、燒結成型，在壓蠟過程中埋入，鑄件澆注成型后進行脫除，由于金屬收縮與陶瓷收縮系數相差較大，如型芯強度過高易引起鑄件開裂，另外陶瓷型芯脫除困難，需要專用設備和溶液。可溶型芯是也是一種制備空心鑄件常用的工藝，將各組元按一定的比例混合成膏體，在一定的溫度和壓力下進行壓制，在壓蠟過程中埋入，待蠟模成形后，在制殼前脫除，消除了澆注、后處理過程中型芯對鑄件質量的影響。相比而言，可溶型芯強度較低，壓制工藝穩定性差，容易出現裂紋和微裂紋，影響整個鑄件生產過程進度的嚴重影響。本發明針對可溶型芯制備過程中出現的裂紋缺陷，采用專用溶劑進行修復，避免因裂紋影響蠟模、鑄件的表面，提高鑄件鑄件表面質量。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種可溶芯修補方法，解決了可溶型芯裂紋和微裂紋的修補問題。本試驗采用聚乙二醇和碳酸氫鈉的混合物溶化后對裂紋和微裂紋進行修補，采用該方法，一方面聚乙二醇不僅能夠保證裂紋和微裂紋位置的表面光潔度，碳酸氫鈉不但能夠保證裂紋和微裂紋修補區域的使用強度要求，而且在脫芯過程中與酸發生反應，保證在裂紋處的型芯在蠟模表面不產生殘留。
[0004]本發明利用聚乙二醇和碳酸氫鈉的流動性、互溶性以及碳酸氫鈉的強化作用對可溶芯裂紋和微裂紋進行修補，實現提高可溶芯生產效率的作用。聚乙二醇和碳酸氫鈉兩種成分按(7-10):1的質量比進行配置，聚乙二醇起到保證可溶芯表面光潔度的作用，聚乙二醇和碳酸氫鈉共同起到強化修補面強度的作用。具體工藝步驟及控制的技術參數如下:
[0005](I)壓制好的可溶型芯進行表面質量檢驗，將有裂紋或者微裂紋的可溶型芯挑出來，對裂紋和微裂紋處采用燙刀(厚度約為1_)加熱，用燙刀將裂紋和微裂紋的表面進行處理，以便于在后續修補過程中修補劑和可溶芯達到更好的粘合作用；
[0006](2)將聚乙二醇和碳酸氫鈉按(7-10):1的質量比稱重好，待用；
[0007](3)配制修補劑:將聚乙二醇放入燒杯中加熱溶化，待聚乙二醇徹底溶化后加入稱好的碳酸氫鈉，進行充分攪拌并保持在溫度60±5°C即可，配制修補劑；
[0008](4)攪拌均勻的修補劑仍為流體，可將修補劑直接吸入吸管，然后將吸管內的修補劑滴在需要修補的裂紋或者微裂紋處，待修補劑凝固后，可用修補刀將多余的修補劑刮掉，形成所需要的型面，修補完成一處裂紋或微裂紋的過程大約需要花費2分鐘。修型完成后仔細檢查修補面，確定修補后的表面質量沒有問題即可投入生產使用。
[0009]為了提高生產效率，解決可溶芯裂紋和微裂紋修補這一生產問題，試驗了多種修補裂紋和微裂紋的方法:
[0010]I)直接采用可溶芯的膏體進行修補；
[0011]2)采用聚乙二醇進行修補；
[0012]3)采用聚乙二醇加碳酸氫鈉作為強化劑進行修補。
[0013]采用方案I)可溶芯的膏體進行修補，由于膏體流動性能差，操作難度大，修補過程耗時長，影響生產效率。為了提高生產效率繼而采用聚乙二醇進行修補，聚乙二醇溶化后為流體，使用吸管就可以將作為修補劑的聚乙二醇填補在需要修補的裂紋或微裂紋處，操作方便，并且易修理。采用聚乙二醇進行修補，修補位置的強度不夠，在壓型過程中容易再次開裂。采用聚乙二醇和碳酸氫鈉的混合物能夠滿足修補后能夠壓制時的使用強度要求，同時需要控制碳酸氫鈉的加入量，碳酸氫鈉量加入太多，會造成修補劑流動性變差，碳酸氫鈉加入量過少對裂紋處的強化作用減小，一般采用的加入量為聚乙二醇:碳酸氫鈉=(7-10):1。最終選用聚乙二醇和碳酸氫鈉的混合物作為可溶芯的修補劑，來滿足精密鑄造可溶型芯制造和使用要求。
[0014]本方法有益效果是利用了聚乙二醇和碳酸氫鈉的流動性和互溶性，使可溶芯的修補操作方便，將可溶芯的生產效率提高了五倍以上，并且修補后可溶芯的性能能夠滿足使用要求。
【具體實施方式】
[0015]某發動機用高溫合金鑄件流道呈變截面環形結構，為形成空腔，需在蠟模階段預置型芯。在研制初期階段，使用陶瓷型芯。由于型芯厚大，鑄件壁厚較小，澆注后，鑄件經常因收縮受阻形成開裂，鑄件合格率極低。后改用可溶型芯，鑄件開裂問題基本解決。但由于型芯開裂，造成鑄件流道內表面差，影響鑄件使用效果，鑄件需要進行打磨，才能保證鑄件表面質量，另外還經常由于打磨影響了流道的尺寸精度。
[0016]因工藝需要和生產周期要求而采用可溶型芯，用本發明對經檢驗有裂紋和微裂紋的型芯進行修補，具體修補過程如下:
[0017](I)將可溶型芯的裂紋和微裂紋處用燙刀(厚度約為Imm)加熱處理；
[0018](2)取聚乙二醇800g，碳酸氫鈉按100g，按8:1的質量比稱重好，待用；
[0019](3)將800g聚乙二醇放入燒杯中加熱溶化，待聚乙二醇徹底溶化后加入10g碳酸氫鈉，進行充分攪拌并保持在溫度60 ±5 °C ；
[0020](4)攪拌均勻的修補劑仍為流體，可將修補劑直接吸入吸管，然后將吸管內的修補劑滴在需要修補的裂紋或者微裂紋處，待修補劑凝固后，可用修補刀將多余的修補劑刮掉，形成所需要的型面，修補完成一處裂紋或微裂紋的過程大約需要花費2分鐘。修型完成后仔細檢查修補面，提高了可溶芯表面光潔度，改善了鑄件的表面質量和流道的尺寸精度；可投入生產使用。
[0021]實施實例2:不可實現修型的流道內表面
[0022]某發動機用高溫合金鑄件局部結構流道內表面截面積比較小，但該局部結構尺寸較長，但整體結構比較簡單。為形成空腔，在研制階段，考慮到陶瓷型芯制備周期長，可溶型芯制備周期明顯小于陶瓷型芯的制備周期，同時可溶型芯的表面質量能夠滿足鑄件的使用要求，同時該鑄件流道內表面結構比較簡單，使用可溶型芯完全能夠滿足技術要求。但由于型芯開裂，造成鑄件流道內表面差，鑄件流道內表面尺寸較長，在蠟模成型后，因為修補刀操作要求，難以實現對流道內表面的蠟模修補；在鑄件成型后，因為磨頭尺寸長度有限，難以實現對鑄件流道內表面的打磨。采用本方法，對型芯進行修補，保證了可溶芯表面光潔度，鑄件的流道內表面質量和流道的尺寸精度也能夠保證。
【主權項】
1.一種可溶芯修補方法，其特征在于，工藝步驟及控制的技術參數如下: (1)壓制好的可溶型芯進行表面質量檢驗，對有裂紋或者微裂紋的可溶型芯的裂紋和微裂紋處采用燙刀加熱，用燙刀將裂紋和微裂紋的表面進行處理，以便于在后續修補過程中修補劑和可溶芯達到更好的粘合作用； (2)將聚乙二醇和碳酸氫鈉按(7-10):1的質量比稱重好，待用； (3)配制修補劑:將聚乙二醇放入燒杯中加熱溶化，待聚乙二醇溶化后加入稱好的碳酸氫鈉，進行攪拌并保持在溫度60±5°C，制成修補劑:； (4)將攪拌均勻的修補劑直接吸入吸管，然后將吸管內的修補劑滴在需要修補的裂紋或者微裂紋處，待修補劑凝固后，用修補刀將多余的修補劑刮掉，形成所需要的型面。
【專利摘要】一種可溶芯修補方法，屬于精密鑄造過程中鑄件型腔用型芯修補技術領域。利用聚乙二醇和碳酸氫鈉的流動性、互溶性以及碳酸氫鈉的強化作用對可溶芯裂紋和微裂紋進行修補，實現提高可溶芯生產效率的作用。聚乙二醇和碳酸氫鈉兩種成分按(7-10)∶1的質量比進行配置，聚乙二醇起到保證可溶芯表面光潔度的作用，聚乙二醇和碳酸氫鈉共同起到強化修補面強度的作用。在聚乙二醇溶化后，加入碳酸氫鈉攪拌均勻，使用滴管將修補劑滴在可溶芯裂紋和微裂紋處，待修補劑凝固后將多余修補劑用刮刀去掉，形成所需要的型面，修補完成一處裂紋或微裂紋的過程大約需要花費2分鐘，可投入生產使用。優點在于，操作方便，大大提高了可溶芯生產效率，可將可溶芯生產效率提高至少五倍以上。
【IPC分類】B22C9-12
【公開號】CN104550760
【申請號】CN201410855046
【發明人】楊曼利, 吳劍濤, 孔勝國, 李維, 李俊濤, 王禎, 陳興福, 韓偉, 姚雷, 劉浩然, 王倩, 劉富宇
【申請人】北京鋼研高納科技股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月31日