CN112059113A - 一种低残留强度的涡轮模壳 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低残留强度的涡轮模壳,属于涡轮制造技术领域。所述涡轮模壳由从内到外依次设置的粘度15‑30S的锆浆和100‑200目的锆砂层、粘度10‑20S的熔融石英浆和30‑80目的莫来砂层、粘度10‑20S的熔融石英浆和20‑60目的莫来砂层、粘度10‑20S的熔融石英浆封浆层组成。本发明采用特殊的模壳结构,在保证模壳正常使用的前提下降低模壳的残留强度,进而降低后工序清理的难度。
Description
技术领域
本发明涉及一种低残留强度的涡轮模壳,属于涡轮制造技术领域。
背景技术
在涡轮制造过程中,需要在蜡模外表面进行制壳形成涡轮模壳。传统的涡轮模壳表观质量好但残留强度高,增加了后工序清理的难度。因此需要寻求一种表观质量好但残留强度低的涡轮模壳尤为重要。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题,本发明提供了一种低残留强度的涡轮模壳,在保证模壳表观质量及其高温强度的同时,能够降低浇注后其残留强度。
本发明的技术方案如下:
一种涡轮模壳,从内到外依次由第1层、第2层、第3层、第4层、第5层、第5.5层组成(一般一层由浆料+撒砂构成,最后一层只有浆料,无撒砂,所以称为半层);
所述第1层采用粘度15-30S的锆浆和100-200目的锆砂;
所述第2层采用粘度10-20S的熔融石英浆和30-80目的莫来砂;
所述第3层采用粘度10-20S的熔融石英浆和20-60目的莫来砂;
所述第4层采用粘度10-20S的熔融石英浆和20-60目的莫来砂;
所述第5层采用粘度10-20S的熔融石英浆和20-60目的莫来砂;
所述第5.5层采用粘度10-20S的熔融石英浆封浆。
进一步地,所述第1层为面层,第2层、第3层、第4层、第5层为背层,第5.5层为封浆层;所述面层由锆浆和锆砂组成,所述锆浆由硅溶胶、锆英粉、消泡剂、润湿剂组成,其中,锆英粉与硅溶胶的粉液比为4.4(粉液比单位为kg/kg),消泡剂与硅溶胶比值为7.5mL/Kg,润湿剂与硅溶胶比为2.5mL/Kg,锆粉目数200-320目,锆砂目数为100-200目。
进一步地,所述背层由石英浆和莫来砂组成,所述石英浆由溶胶、熔融石英粉、消泡剂组成,其中,熔融石英粉与硅溶胶的粉液比为2.36,消泡剂与硅溶胶的比值为7.5mL/Kg,熔融石英的目数为200-320目,莫来砂目数为20-80目。
进一步地,所述封浆层由熔融石英浆组成,所述熔融石英浆由硅溶胶、熔融石英粉、消泡剂组成,其中,熔融石英粉与硅溶胶的粉液比为2.36,消泡剂与硅溶胶比值为7.5mL/Kg,其中熔融石英的目数为200-320目。
进一步地,所述消泡剂选自聚氧乙烯氧丙烯甘油、聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一种或几种。
进一步地,所述润湿剂选自2-乙基己醇、磺化丁二酸钠、乙醇中的一种或几种。
进一步地,所述制备方法包括以下步骤:
(1)根据产品的形状制造模组,制造完成后进行清洗并充分干燥模组;
(2)将步骤(1)得到的模组在粘度15-30S的锆浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再将模组放入盛有100-200目锆砂的淋砂机中进行淋砂,自然干燥2-8h,形成第1层模壳;
(3)将步骤(2)得到的形成第1层模壳的模组在粘度10-20S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有30-80目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥2-6h,形成第2层模壳;
(4)将步骤(3)得到的形成第2层模壳的模组在粘度10-20S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有20-60目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥2-6h,形成第3层模壳;
(5)将步骤(4)得到的形成第3层模壳的模组在粘度10-20S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有20-60目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥2-6h,形成第4层模壳;
(6)将步骤(5)得到的形成第4层模壳的模组在粘度10-20S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有20-60目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥2-6h,形成第5层模壳;
(7)将步骤(6)得到的形成第5层模壳的模组在粘度10-20S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,然后吹风干燥12-24h,形成第5.5层模壳;
(8)将步骤(7)得到的形成第5.5层模壳的模组放入脱蜡釜中进行脱蜡,得到涡轮模壳。
进一步地,步骤(2)-步骤(7)中所述自然干燥和吹风干燥的条件为温度为20-24℃,湿度为35-55%,风干风速2-8m/s。
本发明的有益效果:
本发明提供的模壳在保证模壳表观质量及其高温强度的同时,降低了浇注后其残留强度,使得模壳更易去除,提高了生产的效率。
附图说明
图1是涡轮模壳示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图进一步来描述本发明。
下述实施例中涉及的一种涡轮模壳,从内到外依次由第1层、第2层、第3层、第4层、第5层、第5.5层组成。第1层为面层,第2-5层为背层,第5.5层为封浆层。所述面层由锆浆和锆砂组成,所述锆浆由硅溶胶、锆英粉、消泡剂、润湿剂组成,其中,锆英粉与硅溶胶的粉液比为4.4(粉液比单位为kg/kg),消泡剂与硅溶胶比值为7.5mL/Kg,润湿剂与硅溶胶比为2.5mL/Kg,锆粉目数200-320目,锆砂目数为100-200目;所述背层由石英浆和莫来砂组成,所述石英浆由溶胶、熔融石英粉、消泡剂组成,其中熔融石英粉与硅溶胶的粉液比为2.36,消泡剂与硅溶胶的比值为7.5mL/Kg,熔融石英的目数为200-320目,莫来砂目数为20-80目;所述封浆层由熔融石英浆组成,所述熔融石英浆由硅溶胶、熔融石英粉、消泡剂组成,其中熔融石英粉与硅溶胶的粉液比为2.36,消泡剂与硅溶胶比值为7.5mL/Kg,其中熔融石英的目数为200-320目。
本发明所用消泡剂选自聚氧乙烯氧丙烯甘油、聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一种或几种。
本发明所用润湿剂选自2-乙基己醇、磺化丁二酸钠、乙醇中的一种或几种。
本发明中涉及到的“粘度”是在温度为20-24℃条件下测得的。
本发明制备的涡轮模壳示意图如图1所示。
实施例1
一种涡轮模壳,从内到外依次包括第1层、第2层、第3层、第4层、第5层、第5.5层;
所述第1层采用粘度15S的锆浆和200目的锆砂;
所述第2层采用粘度10S的熔融石英浆和80目的莫来砂;
所述第3层采用粘度10S的熔融石英浆和60目的莫来砂;
所述第4层采用粘度10S的熔融石英浆和60目的莫来砂;
所述第5层采用粘度10S的熔融石英浆和60目的莫来砂;
所述第5.5层采用粘度10S的熔融石英浆封浆。
本实施例中涡轮模壳的制备方法包括以下步骤:
(1)根据产品的形状制造模组,制造完成后进行清洗并充分干燥模组;
(2)将步骤(1)得到的模组在粘度15S的锆浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再将模组放入盛有200目锆砂的淋砂机中进行淋砂,自然干燥2h,形成第1层模壳;
(3)将步骤(2)得到的形成第1层模壳的模组在粘度10S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有80目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥2h,形成第2层模壳;
(4)将步骤(3)得到的形成第2层模壳的模组在粘度10S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有60目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥2h,形成第3层模壳;
(5)将步骤(4)得到的形成第3层模壳的模组在粘度10S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有60目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥2h,形成第4层模壳;
(6)将步骤(5)得到的形成第4层模壳的模组在粘度10S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有60目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥2h,形成第5层模壳;
(7)将步骤(6)得到的形成第5层模壳的模组在粘度10S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,然后吹风干燥12h,形成第5.5层模壳;
(8)将步骤(7)得到的形成第5.5层模壳的模组放入脱蜡釜中进行脱蜡,得到涡轮模壳;步骤(2)-步骤(7)中所述自然干燥和吹风干燥的条件为温度为20℃,湿度为35%,风干风速2m/s。
实施例2
一种涡轮模壳,从内到外依次包括第1层、第2层、第3层、第4层、第5层、第5.5层;
所述第1层采用粘度20S的锆浆和150目的锆砂;
所述第2层采用粘度15S的熔融石英浆和60目的莫来砂;
所述第3层采用粘度15S的熔融石英浆和40目的莫来砂;
所述第4层采用粘度15S的熔融石英浆和40目的莫来砂;
所述第5层采用粘度15S的熔融石英浆和40目的莫来砂;
所述第5.5层采用粘度15S的熔融石英浆封浆。
本实施例中涡轮模壳的制备方法包括以下步骤:
(1)根据产品的形状制造模组,制造完成后进行清洗并充分干燥模组;
(2)将步骤(1)得到的模组在粘度20S的锆浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再将模组放入盛有150目锆砂的淋砂机中进行淋砂,自然干燥6h,形成第1层模壳;
(3)将步骤(2)得到的形成第1层模壳的模组在粘度15S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有60目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥4h,形成第2层模壳;
(4)将步骤(3)得到的形成第2层模壳的模组在粘度15S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有40目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥4h,形成第3层模壳;
(5)将步骤(4)得到的形成第3层模壳的模组在粘度15S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有40目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥4h,形成第4层模壳;
(6)将步骤(5)得到的形成第4层模壳的模组在粘度15S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有40目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥4h,形成第5层模壳;
(7)将步骤(6)得到的形成第5层模壳的模组在粘度15S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,然后吹风干燥18h,形成第5.5层模壳;
(8)将步骤(7)得到的形成第5.5层模壳的模组放入脱蜡釜中进行脱蜡,得到涡轮模壳;步骤(2)-步骤(7)中所述自然干燥和吹风干燥的条件为温度为22℃,湿度为40%,风干风速5m/s。
实施例3
一种涡轮模壳,从内到外依次包括第1层、第2层、第3层、第4层、第5层、第5.5层;
所述第1层采用粘度30S的锆浆和100目的锆砂;
所述第2层采用粘度20S的熔融石英浆和30目的莫来砂;
所述第3层采用粘度20S的熔融石英浆和20目的莫来砂;
所述第4层采用粘度20S的熔融石英浆和20目的莫来砂;
所述第5层采用粘度20S的熔融石英浆和20目的莫来砂;
所述第5.5层采用粘度20S的熔融石英浆封浆。
本实施例中涡轮模壳的制备方法包括以下步骤:
(1)根据产品的形状制造模组,制造完成后进行清洗并充分干燥模组;
(2)将步骤(1)得到的模组在粘度30S的锆浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再将模组放入盛有100目锆砂的淋砂机中进行淋砂,自然干燥8h,形成第1层模壳;
(3)将步骤(2)得到的形成第1层模壳的模组在粘度20S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有30目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥6h,形成第2层模壳;
(4)将步骤(3)得到的形成第2层模壳的模组在粘度20S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有20目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥6h,形成第3层模壳;
(5)将步骤(4)得到的形成第3层模壳的模组在粘度20S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有20目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥6h,形成第4层模壳;
(6)将步骤(5)得到的形成第4层模壳的模组在粘度20S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有20目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥6h,形成第5层模壳;
(7)将步骤(6)得到的形成第5层模壳的模组在粘度20S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,然后吹风干燥24h,形成第5.5层模壳;
(8)将步骤(7)得到的形成第5.5层模壳的模组放入脱蜡釜中进行脱蜡,得到涡轮模壳;步骤(2)-步骤(7)中所述自然干燥和吹风干燥的条件为温度为24℃,湿度为55%,风干风速8m/s。
测试例
本发明使用的具体抛丸工艺见吴寿喜,董钢,张伟,等.抛喷丸技术的应用[J].中国铸造装备与技术,2009(03):5-7.概述部分第二段,或缪剑晖,熊晗,李夫亮.浅谈喷抛丸清理技术在铸造行业的应用[J].中国铸造装备与技术,2017(3).“2喷抛丸技术工作原理及主要构成”中所述。
传统的模壳浇注冷却后,去壳过程单独采用抛丸工艺会出现模壳残留、抛不干净的现象,需要额外增加一道手工喷砂去残留模壳流程,操作不便。采用实施例1-3制造出的模壳,采用相同抛丸工艺可以一次将模壳去除干净,无需增加手工喷砂流程,且表观质量好,高温强度不受影响。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可做各种的改动与修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (8)
1.一种涡轮模壳,其特征在于,从内到外依次由第1层、第2层、第3层、第4层、第5层、第5.5层组成;
所述第1层采用粘度15-30S的锆浆和100-200目的锆砂;
所述第2层采用粘度10-20S的熔融石英浆和30-80目的莫来砂;
所述第3层采用粘度10-20S的熔融石英浆和20-60目的莫来砂;
所述第4层采用粘度10-20S的熔融石英浆和20-60目的莫来砂;
所述第5层采用粘度10-20S的熔融石英浆和20-60目的莫来砂;
所述第5.5层采用粘度10-20S的熔融石英浆封浆。
2.根据权利要求1所述的涡轮模壳,其特征在于,所述第1层为面层,第2层、第3层、第4层、第5层为背层,第5.5层为封浆层;所述面层由锆浆和锆砂组成,所述锆浆由硅溶胶、锆英粉、消泡剂、润湿剂组成,其中,锆英粉与硅溶胶的粉液比为4.4,消泡剂与硅溶胶比值为7.5mL/Kg,润湿剂与硅溶胶比为2.5mL/Kg,锆粉目数200-320目,锆砂目数为100-200目。
3.根据权利要求2所述的涡轮模壳,其特征在于,所述背层由石英浆和莫来砂组成,所述石英浆由溶胶、熔融石英粉、消泡剂组成,其中,熔融石英粉与硅溶胶的粉液比为2.36,消泡剂与硅溶胶的比值为7.5mL/Kg,熔融石英的目数为200-320目,莫来砂目数为20-80目。
4.根据权利要求2所述的涡轮模壳,其特征在于,所述封浆层由熔融石英浆组成,所述熔融石英浆由硅溶胶、熔融石英粉、消泡剂组成,其中,熔融石英粉与硅溶胶的粉液比为2.36,消泡剂与硅溶胶比值为7.5mL/Kg,其中熔融石英的目数为200-320目。
5.根据权利要求2所述的涡轮模壳,其特征在于,所述消泡剂选自聚氧乙烯氧丙烯甘油、聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一种或几种。
6.根据权利要求2所述的涡轮模壳,其特征在于,所述润湿剂选自2-乙基己醇、磺化丁二酸钠、乙醇中的一种或几种。
7.权利要求1所述涡轮模壳的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)根据产品的形状制造模组,制造完成后进行清洗并充分干燥模组;
(2)将步骤(1)得到的模组在粘度15-30S的锆浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再将模组放入盛有100-200目锆砂的淋砂机中进行淋砂,自然干燥2-8h,形成第1层模壳;
(3)将步骤(2)得到的形成第1层模壳的模组在粘度10-20S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有30-80目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥2-6h,形成第2层模壳;
(4)将步骤(3)得到的形成第2层模壳的模组在粘度10-20S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有20-60目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥2-6h,形成第3层模壳;
(5)将步骤(4)得到的形成第3层模壳的模组在粘度10-20S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有20-60目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥2-6h,形成第4层模壳;
(6)将步骤(5)得到的形成第4层模壳的模组在粘度10-20S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,再放入盛有20-60目的莫来砂的浮沙桶中进行粘砂,吹风干燥2-6h,形成第5层模壳;
(7)将步骤(6)得到的形成第5层模壳的模组在粘度10-20S的熔融石英浆中均匀粘浆,并控浆至无浆料滴落,然后吹风干燥12-24h,形成第5.5层模壳;
(8)将步骤(7)得到的形成第5.5层模壳的模组放入脱蜡釜中进行脱蜡,得到涡轮模壳。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)-步骤(7)中所述自然干燥和吹风干燥的条件为温度为20-24℃,湿度为35-55%,风干风速2-8m/s。
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