CN114210926B - 一种涡轮叶片熔模铸造型壳及其铸造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡轮叶片熔模铸造型壳及其铸造工艺，工艺包括以下步骤：根据铸件及模组结构，设计排蜡通气口的尺寸和数量，在铸件的蜡模模具的内腔，且距离排气边0～15mm处设置排蜡通气口的加工空间；然后经注蜡、保压、清理、组合得到铸件模组，并进行铸件模组制壳；磨开排蜡通气口；对得到的铸件模组进行脱蜡、焙烧以及修补，并摇壳、洗壳和封严，得到型壳。该方法简单易行，便于批量生产，能够减少蜡模制作时间，确保了型壳质量，降低了生产成本，提高了生产效率，得到的型壳一致性好，合格率高。

Description

一种涡轮叶片熔模铸造型壳及其铸造工艺

技术领域

本发明属于精密铸造技术领域，涉及一种涡轮叶片熔模铸造型壳及其铸造工艺。

背景技术

涡轮叶片是燃气轮机的重要零部件之一，一般采用高温合金熔模铸造方法整体精铸成型，铸造难度极大。因其叶片自身尺寸较为复杂，叶片长约200～300mm，弦宽为75～85mm，叶型最大厚度约13mm。排气边R1～1.5mm，叶型进排气薄厚差异较大，型壳在脱蜡时，蜡遇高温会发生熔化并气化，而模组型壳最薄处熔化及气化速度最快，液体或气体若不能及时排出，型壳将被撑裂，形成微裂纹甚至目视可见裂纹。目前，工艺设计时将制作好的排蜡通气口蜡模结构焊接在熔模精铸用的模组对应辅助脱蜡通气部位，再将带有排蜡通气口结构的模组进行蘸浆淋砂制壳，得到带有排蜡通气口蜡模结构的型壳，用以防止型壳在脱蜡及焙烧时产生裂纹。但是，该方法存在以下问题：排蜡通气口蜡模结构焊接在零件蜡模的薄壁结构处时，操作困难，易引起零件蜡模变形，且导致蜡模修整时间增加，生产效率低下，生产一致性较差。现有技术中《一种含有排蜡口的成型浇道及其制备和封堵方法》(CN105458180B)提出一种含有排蜡口的成型浇道减少型壳在脱蜡过程中蜡料残留及型壳裂纹，《一种便于排蜡及排气的闸板铸件精密铸造工艺》(CN110695317B)提出在每个闸板蜡模排蜡低点安置4个排蜡钉，使得型壳内的蜡液及气体有效排出。《一种精密铸造型壳脱蜡蜡液排放工艺》(CN101406933A)提出在蜡模模组不易流出的最低点，增加一排蜡道，与内浇道或主浇道相连接，使型壳内的蜡液完全流出。现有技术使得模组结构复杂化，对型壳内的气体排出并不显著。且对于叶片尺寸变化较大的叶片，其排气边R处的型壳裂纹仍然没有良好的解决方案。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种涡轮叶片熔模铸造型壳及其铸造工艺，有效保证型壳的可靠性、一致性，便于批量生产，且能够减少蜡模制作时间，降低生产成本，提高生产效率。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种涡轮叶片熔模铸造型壳制备工艺，包括以下步骤：

S1：根据铸件及模组结构，设计排蜡通气口的尺寸和数量，在铸件的蜡模模具的内腔，且距离排气边0～15mm处设置排蜡通气口的加工空间；

S2：向完成步骤S1的蜡模模具内注射蜡料并保压，得到铸件蜡模；

S3：根据铸件工艺要求制作浇道蜡模；

S4：清理铸件蜡模和浇道蜡模，组合所述铸件蜡模和浇道蜡模，得到铸件模组，并进行铸件模组制壳；

S5：完成步骤S4后，磨开排蜡通气口；

S6：对完成步骤S5的铸件模组进行脱蜡、焙烧以及修补，并摇壳、洗壳和封严，得到型壳。

优选的，所述步骤S1中，当铸件有加工余量时，排蜡通气口设置在有加工余量的部位；当模组的内浇口与铸件厚度尺寸一致时，排蜡通气口设置在内浇口上。

优选的，所述步骤S1中，设计排蜡通气口的直径为3～10mm，高度为5～15mm，且与铸件连接处设置第一倒圆，所述第一倒圆的半径为1～2mm。

优选的，所述步骤S2中注射蜡料的温度为50～62℃，注射压力为15～20bar，注射时间为30～45s，保压时间为20～160s。

优选的，步骤S3中所述浇道蜡模的外漏尖角处设置第二倒圆，所述第二倒圆的半径为2～5mm。

优选的，所述步骤S4中，铸件模组制壳包括循环涂挂7～10层面层浆料和加固层砂料，铸件模组制壳包括miancen且当进行下一层涂挂时，铸件模组的转动方向与上一层涂挂时转动的方向相反。

优选的，所述步骤S4中，所述加固层砂料的粒度由内层至外层渐变增大。

优选的，所述步骤S5中，当所述铸件蜡模和浇道蜡模之间无沟槽结构时，磨开一个铸件上的排蜡通气口；当所述铸件蜡模和浇道蜡模之间有沟槽结构时，铸件上的排蜡通气口均被磨开。

优选的，所述步骤S6中，铸件模组脱蜡后，自然存放至少12小时后进行焙烧。

一种的熔模铸造型壳，通过上述任一项方法制得。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

一种涡轮叶片熔模铸造型壳制备工艺，在距离排气边0～15mm处设置排蜡通气口，组模后，磨开铸件蜡模上的排蜡通气口，使得脱蜡时产生的液体或气体及时排出，通过铸件蜡模模具，压出带排蜡通气口的铸件蜡模，杜绝了铸件蜡模在焊接排蜡通气口处发生变形，有效避免了型壳的开裂。该方法简单易行，便于批量生产，能够减少蜡模制作时间，确保了型壳质量，降低了生产成本，提高了生产效率。

进一步的，当铸件有加工余量时，排蜡通气口设置在有加工余量的部位；当模组的内浇口与铸件厚度尺寸一致或顺滑过渡时，排蜡通气口设置在内浇口上。且设置在内浇口上，浇注铸件后，切割内浇口时可以将排蜡通气口处的蜡料一并切掉，避免了打磨去除排蜡通气口处的蜡料的工序。

进一步的，设计排蜡通气口与铸件连接处设置第一倒圆，可以有效防止连接处型壳开裂产生夹渣等缺陷。

进一步的，注射蜡料的温度为50～62℃，注射压力为15～20bar，注射时间为30～45s，保压时间为20～160s，可以有效保证排蜡通气孔的尺寸及外观的完整性。

进一步的，第二倒圆的半径为2～5mm，减小因尖角或圆角过小引起的型壳薄厚差异大，有效提高型壳厚度的均匀性。

进一步的，相邻层涂挂时，铸件模组的转动方向相反，可以有效提高型壳厚度的均匀性。

进一步的，制壳过程中不同层间采用渐变的砂子粒度，可以有效提高型壳的强度。

进一步的，若铸件蜡模和浇道蜡模之间无沟槽结构时，在脱蜡前磨开其中1个铸件上的排蜡通气口即可，很大程度提高了生产效率。

进一步的，铸件模组脱蜡后，自然存放至少12小时后进行焙烧，可以有效保证型壳的质量。

一种的熔模铸造型壳，采用具有排蜡通气口的铸件蜡模制得，该型壳的一致性好，合格率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例2中排蜡通气口的设置方案；

图2为本发明实施例3中排蜡通气口的设置方案；

图3为图2中M方向的局部放大图。

图中：1、排蜡通气口，2、铸件蜡模，3、排气边，41、内浇口，51、横浇道，42、浇道***，52、支撑棒，6、陶瓷浇口杯。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

实施例1

一种涡轮叶片熔模铸造型壳的制备工艺，包括以下步骤：

S1：根据铸件及模组结构，设计排蜡通气口的尺寸和数量。由于型壳在脱蜡时，蜡遇高温会发生熔化并气化，而模组型壳最薄处熔化及气化速度最快，液体或气体若不能及时排出，型壳将被撑裂，形成微裂纹甚至目视可见裂纹。所以排蜡通气口应设置在距离排气边0～15mm的范围内，排气边是铸件的最薄处，最容易开裂。更优选的是，当铸件有加工余量时，排蜡通气口设置在有加工余量的部位，当模组的内浇口与铸件尺寸一致时，排蜡通气口设置在内浇口上，可以有效提高排蜡通气口与蜡模的连接紧密性和稳固性。

在铸件的蜡模模具的内腔，对应设计的排蜡通气口结构处，加工出排蜡通气口所需要的空间；设计排蜡通气口的直径为3～10mm，高度为5～15mm，且与铸件连接处设置第一倒圆，所述第一倒圆的半径为1～2mm。

S2：向完成步骤S1的蜡模模具内注射熔模精密铸件专用蜡料并保压，得到铸件蜡模。其中注射蜡料的温度为50～62℃，注射压力为15～20bar，注射时间为30～45s，保压时间为20～160s，以有效保证排蜡通气孔尺寸及外观的完整性。

S3：根据铸件工艺要求制作浇道蜡模。在浇道蜡模的外漏尖角处设置第二倒圆，所述第二倒圆的半径为2～5mm，以减小因尖角或圆角过小引起的型壳薄厚差异大。

S4：清理铸件蜡模和浇道蜡模，清理干净蜡模上的分型线、蜡屑等。然后组合所述铸件蜡模和浇道蜡模，得到铸件模组，并对模组进行除油，然后进行铸件模组制壳。铸件模组制壳包括循环涂挂面层浆料和加固层砂料7～10层，且当进行下一层涂挂时，铸件模组的转动方向与上一层涂挂时转动的方向相反。同时加固层砂料的粒度由内层至外层渐变增大。

可以采用硅溶胶和锆英粉制作面层料浆，模组在料筒中反复转动，一般为2圈，然后在料筒上方转动1～2圈，使得料浆均匀覆盖在整个模组表面，且各部位无气泡，然后在撒砂机上均匀涂挂一层刚玉砂作。面层采用46#或70#或100#白刚玉砂，自然干燥不少于12小时。

加固层和封严层均采用快干硅溶胶和锆英粉制成的料浆，第二层采用36#莫来卡特砂，第三层采用24#莫来卡特砂。每一层型壳干燥后，清理表面尤其沟槽处的浮砂后方可进行下一层的涂挂。循环涂挂共7～10层，再加封严层。机械手自动线制壳时，蘸浆和撒砂时采用奇数层和偶数层转动方向相反的方法，提高型壳厚度的均匀性。加固层自干燥均大于3小时。

S5：完成步骤S4后，磨开排蜡通气口至排蜡通气口蜡模裸露。当所述铸件蜡模和浇道蜡模之间无沟槽结构时，即铸件和浇道上下、左右贯通，磨开一个铸件上的排蜡通气口；当所述铸件蜡模和浇道蜡模之间有沟槽结构时，即铸件或浇道的结构较复杂，每个铸件上的排蜡通气口均需被磨开。

S6：对完成步骤S5的铸件模组采用蒸汽脱蜡法进行脱蜡，压力为0.5～0.7MPa，脱蜡时间为15～30分钟，保证型壳内蜡脱尽。然后在自然条件下存放至少12小时后进行焙烧。焙烧时，型壳入炉温度不大于300℃，焙烧温度为850℃，保温1小时。然后用补壳水泥修补排蜡通气口，最后经摇壳、洗壳和封严，得到型壳。

本发明提供了排蜡通气口的设置原则：即型壳在脱蜡时，蜡遇高温会发生熔化、气化，而模组型壳最薄处熔化及气化速度最快，液体或气体若不能及时排出，型壳将被撑裂，形成微裂纹甚至目视可见裂纹。所以排蜡通气口应设置在模组最薄处0～15mm范围内。根据零件及模组结构，设计排蜡通气口蜡模结构、数量及粘贴位置，并按照设计的排蜡通气口结构，在铸件蜡模模具内腔对应的排蜡通气口结构处，加工出排蜡通气口尺寸要求的空间。通过零件蜡模模具，压出带排蜡通气口蜡模的零件，杜绝了零件蜡模在焊接排蜡通气口处发生变形，且使得带排蜡通气口结构的型壳制作简单、一致性好，便于批量生产，能够减少蜡模制作时间。排蜡通气口应设置在距离零件尺寸最薄处0～15mm范围内，一般设置在有加工余量的部位，与零件或内浇口圆滑转接防止转接处型壳裂产生夹渣等缺陷。若模组内浇口与叶片尺寸一致，将排蜡通气口设置在内浇口上，浇注铸件后，切割内浇口时将排蜡通气棒一并切掉，避免了打磨去除排蜡通气棒工序；若零件和浇道上下、左右贯通，在脱蜡前磨开其中1个零件上的排蜡通气口即可，很大程度提高了生产效率。另外，浇道***采用较大圆角，有利于提高型壳厚度的均匀性；制壳时不同层间采用渐变的砂子粒度，提高型壳的强度。通过以上方法，型壳报废率由90％降低至0，很大程度降低了生产成本，提高生产效率。

实施例2

如图1所示，本实施例以某航机导向叶片为例，叶片长约200mm，弦宽为80mm，排气边R1～1.5mm，通过以下方法制造型壳：

(1)设计排蜡通气口蜡模结构及在模组中的粘贴位置。

由于型壳在脱蜡时，蜡遇高温会发生熔化并气化，而模组型壳最薄处熔化及气化速度最快，液体或气体若不能及时排出，型壳将被撑裂，形成微裂纹甚至目视可见裂纹。该模组内浇口与叶片尺寸一致，可将排蜡通气口设置在内浇口上。排蜡通气口与内浇口圆滑转接，转接R1～2mm。

(2)根据设计的排蜡通气口结构，直径Φ10mm，高度为15mm，位于零件内浇口排气边侧。在铸件蜡模模具内腔对应的内浇口排蜡通气口结构处，加工出排蜡通气口尺寸要求的空间。

(3)压制带有内浇口及排蜡通气口的蜡模，向模具内注射蜡料并保压。注射蜡料的温度为50℃～58℃，注射压力为15bar～20bar，注射时间为30s～45s，保压时间为20s～35s。

(4)压制浇注***，外漏尖角均倒圆R2～R5(模具带出)，减小因尖角或圆角过小引起的型壳薄厚差异大。

(5)修整蜡模。将蜡模上的分型线、蜡屑等清理干净。

(6)组合蜡模模组，并对模组进行除油。

(7)进行模组制壳。采用硅溶胶和锆英粉制作面层料浆，模组在料筒中反复转动，一般为2圈，然后在料筒上方转动1～2圈，使得料浆均匀覆盖在整个模组表面，且各部位无气泡，然后在撒砂机上均匀涂挂一层刚玉砂。面层采用46#白刚玉砂，自然干燥不少于12小时。

加固层和封严层均采用快干硅溶胶和锆英粉制成的料浆，第二层采用36#莫来卡特砂，第三层采用24#莫来卡特砂。每一层型壳干燥后，清理表面尤其沟槽处的浮砂后方可进行下一层的涂挂。循环涂挂共10层，再加封严层。机械手自动线制壳时，蘸浆和撒砂时采用奇数层和偶数层转动方向相反的方法，提高型壳厚度的均匀性。加固层自干燥均大于3小时。

(8)该零件结构及浇道上下、左右贯通，型壳磨开其中1个排蜡通气口即可。完成制壳后，将排蜡通气口处磨开至排蜡通气口蜡模裸露。

(9)采用蒸汽脱蜡法进行脱蜡，压力：0.5MPa～0.7MPa，脱蜡时间为15～30分钟，保证型壳内蜡脱尽。

(10)脱蜡后的型壳存放不小于12小时后方可焙烧，型壳入炉温度不大于300℃，焙烧温度：850℃，保温1小时。

(11)用补壳水泥修补排蜡通气口。并进行摇壳、洗壳和封严。

(12)得到合格的型壳。

实施例3

如图2所示，本实施例以某燃机第3级涡轮叶片为例，叶片长约260mm，弦宽为75～85mm，最大厚度约13mm，而缘板宽约50mm，榫头最厚处约40mm，排气边R1～1.5mm，其型壳的制造方法按照以下步骤进行：

(1)设计排蜡通气口蜡模结构及在模组中的粘贴位置。

由于型壳在脱蜡时，蜡遇高温会发生熔化并气化，而模组型壳最薄处熔化及气化速度最快，液体或气体若不能及时排出，型壳将被撑裂，形成微裂纹甚至目视可见裂纹。所以排蜡通气口应设置在零件尺寸最薄处0～15mm范围内，一般设置在有加工余量的部位。排蜡通气口的尺寸可依据零件尺寸而定，直径Φ3mm，高度为5mm，距离排气边10.2mm，该处距排气边距离主要为了保证排蜡通气口蜡模与零件蜡模的结合强度。排蜡通气口与零件应圆滑转接。

(2)根据设计的排蜡通气口结构，在铸件蜡模模具内腔对应的排蜡通气口结构处，加工出排蜡通气口尺寸要求的空间。

(3)将制作好的冷蜡芯放入铸件蜡模模具内，向模具内注射蜡料并保压。注射蜡料的温度为58℃～62℃，注射压力为15bar～20bar，注射时间为30s～45s，保压时间为150s～160s。

(4)压制浇注***，外漏尖角均倒圆R2～R5(模具带出)，减小因尖角或圆角过小引起的型壳薄厚差异大。

(5)修整蜡模。将蜡模上的分型线、蜡屑等清理干净。

(6)组合蜡模模组，并对模组进行除油。

(7)进行模组制壳。采用硅溶胶和锆英粉制作面层料浆，模组在料筒中反复转动，一般为2圈，然后在料筒上方转动1～2圈，使得料浆均匀覆盖在整个模组表面，且各部位无气泡，然后在撒砂机上均匀涂挂一层刚玉砂。面层采用70#白刚玉砂，自然干燥不少于12小时。

加固层和封严层均采用快干硅溶胶和锆英粉制成的料浆，第二层采用36#莫来卡特砂，第三层采用24#莫来卡特砂。每一层型壳干燥后，清理表面尤其沟槽处的浮砂后方可进行下一层的涂挂。循环涂挂共7层，再加封严层。机械手自动线制壳时，蘸浆和撒砂时采用奇数层和偶数层转动方向相反的方法，提高型壳厚度的均匀性。加固层自干燥均大于3小时。

(8)该零件、浇道的结构较复杂，完成制壳后，每个叶片上的排蜡通气口都需磨开至该处蜡模裸露，其排蜡通气口的结构示意图见图3。

(9)采用蒸汽脱蜡法进行脱蜡，压力：0.5MPa～0.7MPa，脱蜡时间为15～30分钟，保证型壳内蜡脱尽。

(10)脱蜡后的型壳存放不小于12小时后方可焙烧，型壳入炉温度不大于300℃，焙烧温度：850℃，保温1小时。

(11)用补壳水泥修补排蜡通气口。并进行摇壳和封严。

(12)得到合格的型壳。

实施例4

本实施例以某燃机第4级涡轮叶片为例，叶片长约300mm，弦宽为75～85mm，最大厚度约13mm，而缘板宽约50mm，榫头最厚处约40mm，排气边R1～1.5mm，一种带排蜡通气口结构的型壳的制造方法按照以下步骤进行：

(1)设计排蜡通气口蜡模结构及在模组中的粘贴位置。

由于型壳在脱蜡时，蜡遇高温会发生熔化并气化，而模组型壳最薄处熔化及气化速度最快，液体或气体若不能及时排出，型壳将被撑裂，形成微裂纹甚至目视可见裂纹。所以排蜡通气口应设置在零件尺寸最薄处0mm～15mm范围内，一般设置在有加工余量的部位。排蜡通气口的尺寸可依据零件尺寸而定，直径Φ3mm，高度为8mm，距离排气边10.2mm，该处距排气边距离主要为了保证排蜡通气口蜡模与零件蜡模的结合强度。排蜡通气口与零件应圆滑转接。

(2)根据设计的排蜡通气口结构，在铸件蜡模模具内腔对应的排蜡通气口结构处，加工出排蜡通气口尺寸要求的空间。

(3)将制作好的冷蜡芯放入铸件蜡模模具内，向模具内注射蜡料并保压。注射蜡料的温度为58℃～62℃，注射压力为15bar～20bar，注射时间为30s～45s，保压时间为150s～160s。

(4)压制浇注***，外漏尖角均倒圆R2～R5(模具带出)，减小因尖角或圆角过小引起的型壳薄厚差异大。

(5)修整蜡模。将蜡模上的分型线、蜡屑等清理干净。

(6)组合蜡模模组，并对模组进行除油。

(7)进行模组制壳。采用硅溶胶和锆英粉制作面层料浆，模组在料筒中反复转动，一般为2圈，然后在料筒上方转动1～2圈，使得料浆均匀覆盖在整个模组表面，且各部位无气泡，然后在撒砂机上均匀涂挂一层刚玉砂。面层采用70#白刚玉砂，自然干燥不少于12小时。

加固层和封严层均采用快干硅溶胶和锆英粉制成的料浆，第二层采用36#莫来卡特砂，第三层采用24#莫来卡特砂。每一层型壳干燥后，清理表面尤其沟槽处的浮砂后方可进行下一层的涂挂。循环涂挂共7层，再加封严层。机械手自动线制壳时，蘸浆和撒砂时采用奇数层和偶数层转动方向相反的方法，提高型壳厚度的均匀性。加固层自干燥均大于3小时。

(8)该零件、浇道的结构较复杂，完成制壳后，每个叶片上的排蜡通气口都需磨开至该处蜡模裸露。

(9)采用蒸汽脱蜡法进行脱蜡，压力：0.5MPa～0.7MPa，脱蜡时间为15～30分钟，保证型壳内蜡脱尽。

(10)脱蜡后的型壳存放不小于12小时后方可焙烧，型壳入炉温度不大于300℃，焙烧温度：850℃，保温1小时。

(11)用补壳水泥修补排蜡通气口。并进行摇壳和封严。

(12)得到合格的型壳。

实施例5

一种涡轮叶片熔模铸造型壳制备工艺，包括以下步骤：

S1：在排气边设计排蜡通气口，设计排蜡通气口的直径为3mm，高度为5mm，且与铸件连接处设置第一倒圆，所述第一倒圆的半径为1mm。在铸件的蜡模模具的内腔，对应设计的排蜡通气口结构处，加工出排蜡通气口所需要的空间；

S2：向完成步骤S1的蜡模模具内注射熔模精密铸件专用蜡料并保压，得到铸件蜡模。其中注射蜡料的温度为50℃，注射压力为15bar，注射时间为30s，保压时间为20s。

S3：根据铸件工艺要求制作浇道蜡模。在浇道蜡模的外漏尖角处设置第二倒圆，所述第二倒圆的半径为2mm。

S4：清理铸件蜡模和浇道蜡模，清理干净蜡模上的分型线、蜡屑等。然后组合所述铸件蜡模和浇道蜡模，得到铸件模组，并对模组进行除油，然后进行铸件模组制壳。铸件模组制壳包括循环涂挂面层浆料和加固层砂料7次，相邻次涂挂时，铸件模组的转动方向相反。采用硅溶胶和锆英粉制作面层料浆，模组在料筒中反复转动2圈，然后在料筒上方转动1圈，使得料浆均匀覆盖在整个模组表面，且各部位无气泡，然后在撒砂机上均匀涂挂一层46#白刚玉砂，自然干燥15小时。第二层采用36#莫来卡特砂，第三层采用24#莫来卡特砂。加固层和封严层均采用快干硅溶胶和锆英粉制成的料浆，每一层型壳干燥后，清理表面尤其沟槽处的浮砂后方可进行下一层的涂挂。循环涂挂共7层，再加封严层。

S5：完成步骤S4后，磨开排蜡通气口至排蜡通气口蜡模裸露。所述铸件蜡模和浇道蜡模之间无沟槽结构，磨开一个铸件上的排蜡通气口。

S6：对完成步骤S5的铸件模组采用蒸汽脱蜡法进行脱蜡，压力为0.5MPa，脱蜡时间为15分钟。然后在自然条件下存放20小时后进行焙烧。焙烧时，型壳入炉温度100℃，焙烧温度为850℃，保温1小时。然后用补壳水泥修补排蜡通气口，最后经摇壳、洗壳和封严，得到型壳。

实施例6

一种涡轮叶片熔模铸造型壳制备工艺，包括以下步骤：

S1：在距离排气边5mm处设计排蜡通气口，设计排蜡通气口的直径为7mm，高度为10mm，且与铸件连接处设置第一倒圆，所述第一倒圆的半径为1.5mm。在铸件的蜡模模具的内腔，对应设计的排蜡通气口结构处，加工出排蜡通气口所需要的空间；

S2：向完成步骤S1的蜡模模具内注射熔模精密铸件专用蜡料并保压，得到铸件蜡模。其中注射蜡料的温度为60℃，注射压力为17bar，注射时间为40s，保压时间为100s。

S3：根据铸件工艺要求制作浇道蜡模。在浇道蜡模的外漏尖角处设置第二倒圆，所述第二倒圆的半径为3mm。

S4：清理铸件蜡模和浇道蜡模，清理干净蜡模上的分型线、蜡屑等。然后组合所述铸件蜡模和浇道蜡模，得到铸件模组，并对模组进行除油，然后进行铸件模组制壳。铸件模组制壳包括循环涂挂面层浆料和加固层砂料8次，相邻次涂挂时，铸件模组的转动方向相反。采用硅溶胶和锆英粉制作面层料浆，模组在料筒中反复转动2圈，然后在料筒上方转动2圈，使得料浆均匀覆盖在整个模组表面，且各部位无气泡，然后在撒砂机上均匀涂挂一层70#白刚玉砂，自然干燥不少于12小时。第二层采用36#莫来卡特砂，第三层采用24#莫来卡特砂。加固层和封严层均采用快干硅溶胶和锆英粉制成的料浆，每一层型壳干燥后，清理表面尤其沟槽处的浮砂后方可进行下一层的涂挂。循环涂挂共8层，再加封严层。

S5：完成步骤S4后，磨开排蜡通气口至排蜡通气口蜡模裸露。所述铸件蜡模和浇道蜡模之间无沟槽结构，磨开一个铸件上的排蜡通气口。

S6：对完成步骤S5的铸件模组采用蒸汽脱蜡法进行脱蜡，压力为0.6MPa，脱蜡时间为17分钟。然后在自然条件下存放15小时后进行焙烧。焙烧时，型壳入炉温度200℃，焙烧温度为850℃，保温1小时。然后用补壳水泥修补排蜡通气口，最后经摇壳、洗壳和封严，得到型壳。

实施例7

一种涡轮叶片熔模铸造型壳制备工艺，包括以下步骤：

S1：在距离排气边15mm处设计排蜡通气口，设计排蜡通气口的直径为10mm，高度为15mm，且与铸件连接处设置第一倒圆，所述第一倒圆的半径为2mm。在铸件的蜡模模具的内腔，对应设计的排蜡通气口结构处，加工出排蜡通气口所需要的空间；

S2：向完成步骤S1的蜡模模具内注射熔模精密铸件专用蜡料并保压，得到铸件蜡模。其中注射蜡料的温度为62℃，注射压力为20bar，注射时间为45s，保压时间为160s。

S3：根据铸件工艺要求制作浇道蜡模。在浇道蜡模的外漏尖角处设置第二倒圆，所述第二倒圆的半径为5mm。

S4：清理铸件蜡模和浇道蜡模，清理干净蜡模上的分型线、蜡屑等。然后组合所述铸件蜡模和浇道蜡模，得到铸件模组，并对模组进行除油，然后进行铸件模组制壳。铸件模组制壳包括循环涂挂面层浆料和加固层砂料10次，相邻次涂挂时，铸件模组的转动方向相反。采用硅溶胶和锆英粉制作面层料浆，模组在料筒中反复转动2圈，然后在料筒上方转动2圈，使得料浆均匀覆盖在整个模组表面，且各部位无气泡，然后在撒砂机上均匀涂挂一层100#白刚玉砂，自然干燥不少于12小时。第二层采用36#莫来卡特砂，第三层采用24#莫来卡特砂。加固层和封严层均采用快干硅溶胶和锆英粉制成的料浆，每一层型壳干燥后，清理表面尤其沟槽处的浮砂后方可进行下一层的涂挂。循环涂挂共10层，再加封严层。

S5：完成步骤S4后，磨开排蜡通气口至排蜡通气口蜡模裸露。所述铸件或浇道的结构较复杂，每个铸件上的排蜡通气口均需被磨开。

S6：对完成步骤S5的铸件模组采用蒸汽脱蜡法进行脱蜡，压力为0.7MPa，脱蜡时间为30分钟。然后在自然条件下存放16小时后进行焙烧。焙烧时，型壳入炉温度150℃，焙烧温度为850℃，保温1小时。然后用补壳水泥修补排蜡通气口，最后经摇壳、洗壳和封严，得到型壳。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种涡轮叶片熔模铸造型壳制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据铸件及模组结构，设计排蜡通气口的尺寸和数量，在铸件的蜡模模具的内腔，且距离排气边0~15mm处设置排蜡通气口的加工空间；

S2：向完成步骤S1的蜡模模具内注射蜡料并保压，得到铸件蜡模；

S3：根据铸件工艺要求制作浇道蜡模；

S4：清理铸件蜡模和浇道蜡模，组合所述铸件蜡模和浇道蜡模，得到铸件模组，并进行铸件模组制型壳；

S5：完成步骤S4后，磨开排蜡通气口；

S6：对完成步骤S5的铸件模组进行脱蜡、焙烧以及修补，并摇壳、洗壳和封严，得到型壳；具体为：脱蜡时间为15～30分钟，然后在自然条件下存放至少12小时后进行焙烧；焙烧时，型壳入炉温度不大于300℃，焙烧温度为850℃，保温1小时；然后用补壳水泥修补排蜡通气口，最后经摇壳、洗壳和封严，得到型壳；

所述步骤S1中，当铸件有加工余量时，排蜡通气口设置在有加工余量的部位；当模组的内浇口与铸件厚度尺寸一致时，排蜡通气口设置在内浇口上；

所述步骤S1中，设计排蜡通气口的直径为3～10mm，高度为5～15mm，且与铸件连接处设置第一倒圆，所述第一倒圆的半径为1～2mm；

所述步骤S4中，铸件模组制壳包括循环涂挂7~10层面层浆料和加固层砂料，且当进行下一层涂挂时，铸件模组的转动方向与上一层涂挂时转动的方向相反；

所述步骤S4中，所述加固层砂料的粒度由内层至外层渐变增大；

所述步骤S5中，当所述铸件蜡模和浇道蜡模之间无沟槽结构时，磨开铸件对应的一个排蜡通气口；当所述铸件蜡模和浇道蜡模之间有沟槽结构时，铸件对应的排蜡通气口均被磨开。

2.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片熔模铸造型壳制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中注射蜡料的温度为50～62℃，注射压力为15～20bar，注射时间为30～45s，保压时间为20～160s。

3.根据权利要求1所述的一种涡轮叶片熔模铸造型壳制备工艺，其特征在于，步骤S3中所述浇道蜡模的外漏尖角处设置第二倒圆，所述第二倒圆的半径为2～5mm。

4.一种熔模铸造型壳，其特征在于，通过权利要求1-3中任一项所述的涡轮叶片熔模铸造型壳制备工艺制得。