[发明专利]一种泵用高精度叶轮的精密制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种泵用高精度叶轮的精密制造方法，其属于金属材料的成型技术领域。 

背景技术

金属模具无法取模的复杂型腔工业零部件的生产制造，一直是金属材料成型的一大难点。现行技术主要使用陶瓷芯和水溶芯来解决这个问题。 

使用陶瓷芯虽然可以成型几乎所有的复杂型腔，但其生产过程非常麻烦，陶瓷芯的制造要经过备料、混料、醒料、回性、压型、干燥、烧结等多道工序才能完成，因此生产成本很高，而且时间很长。对于难度系数K＞20的叶轮制造，由于其成本过高，使用收到限制。 

使用水溶芯虽然效率高、成本低，但由水溶芯形成的蜡模“空腔”需要涂挂耐火材料，而往这类复杂型腔里涂挂耐火材料却是非常困难的，一是不易涂挂，二是不易干燥，如果这类型腔里的耐火材料出现问题，则铸件型壳的强度就不能保证，就无法抵抗高温金属的冲击，浇注时壳型就会破碎，浇注后的零件就是废品。对于难度系数K＞20的叶轮制造，由于蜡模型腔耐火材料的涂挂、干燥技术没有很好的解决，其成品率太低，因此也无法普及使用。 

发明内容

为了克服现有水溶芯技术的不足，使得由水溶芯形成的叶轮复杂流道型腔内的耐火材料涂挂均匀、充分干燥、保证型腔内的壳型强度，本专利采用“填砂法”和“逐层灌浆法”突破了水溶芯在叶轮精密铸造制壳技术上的关键难点，采用水溶芯成功制造出高精度泵用叶轮，使水溶芯在精密铸造领域的使用更加广泛，也使泵的制造技术向上前进一大步。 

本发明采用的技术方案是：一种泵用高精度叶轮的精密制造方法： 

（1）计算高精度叶轮的精密铸造难度系数K=D/h，其中：D为叶轮直径，h为叶轮流道高度；对于20＜K≤30的中等难度叶轮采用填砂法，对于K＞30的殊难度叶轮采用逐层灌浆法；

   （2）流道制壳浆料配比：

    面层浆料配比：粘结剂选用青岛海洋的Si-30硅溶胶100kg，耐火材料选用270目的澳大利亚产锆英粉 320kg，搅拌时间为12小时，搅拌后的粘度为28-34秒；

    二层浆料配比参数：粘结剂选用青岛海洋的Si-30硅溶胶100kg，耐火材料选用270目的澳大利亚产锆英粉 250kg，搅拌后的粘度为9-13秒； 

三层浆料配比：硅溶胶100kg，耐火材料选用270目煤矸石粉150kg，搅拌后的粘度为12-16秒；     

（3）前三层制壳的工艺

填砂法和逐层灌浆法前三层的制备工艺相同，将蜡件7上加盖板3，拧紧制壳挂钩1及锁紧螺母2，清洗铸好的蜡树，待蜡树干燥后制做面层型壳，粘已配好的面层浆料并撒面层砂，在面层间干燥，干燥时间为12小时，层壳选用3层浆料和3层砂，在背层间干燥12小时；

（4）三层工艺后流道内制壳采用的工艺

     如上所述填砂法和逐层灌浆法前三层的制备工艺相同，之后根据K值的不同选用不同的工艺，对于20＜K≤30的中等难度叶轮采用填砂法，制三层壳后，向流道内灌一次浆，充分干燥后，填入30～60干砂，要填实，然后将流道口用耐火泥堵死，干燥； 

     对于K＞30的殊难度叶轮采用逐层灌浆法，制三层壳后，逐层向流道内灌第三层浆料，充分干燥，直至空间全部填满；

（5）后三层制壳的工艺

   填砂法和逐层灌浆法后三层的制备工艺相同，用制作第三层的方法再制后三层型壳，制壳完成后，即可脱蜡浇注。

本发明的有益效果是：突破了水溶芯在复杂系数K＞20的叶轮制造上的一大瓶颈，使泵用高精度叶轮的制造摆脱了对陶瓷芯的依赖。采用廉价的耐火材料、通过合理的工艺技术，就可以制造出泵用高精度叶轮，使高精度叶轮的成本大幅度降低，会导致泵行业的一次大飞跃。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 

图1是叶轮结构示意图。 

图2是叶轮制壳示意图。 

图中：1、制壳挂钩，2、锁紧螺母，3、盖板，4外层型壳，4、内层型壳，6、填充干砂，7、叶轮蜡模。 

具体实施方式

一种泵用高精度叶轮的精密制造方法 采用的步骤如下： 

（1）计算高精度叶轮的精密铸造难度系数K=D/h，其中：D为叶轮直径，h为叶轮流道高度；对于20＜K≤30的中等难度叶轮采用填砂法，对于K＞30的殊难度叶轮采用逐层灌浆法；

   （2）流道制壳浆料配比及耐火材料选用的参数及环境温度、湿度的控制参数；

面层：