[发明专利]一种陶瓷型壳脱蜡方法和脱蜡装置

说明书

本发明提供了一种陶瓷型壳脱蜡方法和脱蜡装置，属于陶瓷型壳成型技术领域。本发明在陶瓷型壳的蜡模上设置有贯穿蜡模中心的中空部分，用于放置加热体，所述中空部分的形状与所述加热体的形状相适应；将所述陶瓷型壳放置在加热体上，使所述加热体贯穿所述陶瓷型壳的蜡模中心，且所述加热体与所述中空部分的内壁不接触；将所述加热体升温至脱蜡温度，进行恒温脱蜡。本发明的脱蜡方法，在进行脱蜡时，加热体向外辐射传热，蜡料由陶瓷型壳中心向外逐渐熔化，熔化后的蜡液沿内壁快速向下流出，与传统的从外向内加热的脱蜡方式相比，有效避免了型壳表面蜡料熔化后不能及时流出，蜡液长时间受热膨胀而造成陶瓷型壳开裂的问题。

技术领域

本发明涉及陶瓷型壳成型技术领域，尤其涉及一种陶瓷型壳脱蜡方法和脱蜡装置。

背景技术

新型轻质高温结构材料TiAl合金应用于航空发动机低压涡轮叶片和车辆发动机增压器涡轮，可显著改善发动机的动力特性。目前，TiAl合金的这些部件主要采用熔模精密铸造工艺来制备。TiAl合金熔体化学活性极高，要求采用惰性较高的型壳材料。同时，由于其本征室温塑性较低，为避免铸造开裂，要求型壳具有良好的退让性。目前，TiAl合金精铸普遍采用稳定性和退让性较好的醋酸锆-氧化钇陶瓷型壳。然而，这种型壳的湿强度较低，在脱蜡过程中容易开裂。

对于醋酸锆-氧化钇陶瓷型壳，粘结剂干燥后遇水会发生回溶，不能采用镍基高温合金铸件的蒸汽脱蜡工艺。目前，主要采用电阻热脱蜡和红外脱蜡工艺进行醋酸锆-氧化钇陶瓷型壳的脱蜡。然而，对于这两种脱蜡工艺，其热源均在型壳外侧，且均为从外到内的加热方式，这导致靠近型壳表面的蜡料优先熔化、且不能及时流出，使得该部分蜡液长时间受热膨胀而致型壳开裂。这种现象对于无法在薄壁叶片部位设置脱蜡口的增压涡轮或低压涡轮叶片铸件尤为严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陶瓷型壳脱蜡方法和脱蜡装置，本发明提供的陶瓷型壳脱蜡方法可有效避免陶瓷型壳开裂，尤其适用于TiAl、Ti₂AlNb铸件精密铸造用醋酸锆-氧化钇陶瓷型壳。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种陶瓷型壳脱蜡方法，包括如下步骤：

在陶瓷型壳的蜡模上设置有贯穿蜡模中心的中空部分，用于放置加热体，所述中空部分的形状与所述加热体的形状相适应；

将所述陶瓷型壳放置在加热体上，使所述加热体贯穿所述陶瓷型壳的蜡模中心，且所述加热体与所述中空部分的内壁不接触；

将所述加热体升温至脱蜡温度，进行恒温脱蜡。

优选的，所述陶瓷型壳的蜡模上的中空部分采用机械加工的方式得到，或者通过在制备蜡模时加入加热体的模具，得到蜡模后，取出模具，得到中空部分。

优选的，所述加热体为加热棒；所述加热体上设置有散热翅片，所述散热翅片位于蜡模的冒口部分。

优选的，所述中空部分的内壁与所述加热棒的距离为2.5～10mm；所述加热棒的有效高度比蜡模高度小20～50mm。

优选的，当所述陶瓷型壳为80～200mm的TiAl涡轮陶瓷型壳时，所述脱蜡的温度为250～300℃。

本发明还提供了一种陶瓷型壳脱蜡装置，包括加热体、温控系统、蜡液收集器、陶瓷型壳支架和加热体固定底座，所述蜡液收集器包括导流部件和蜡液收集槽，所述导流部件固定在蜡液收集槽上方；所述导流部件上设置有导流槽和加热体限位孔；所述加热体固定底座固定在导流部件下方，与加热体限位孔配合；所述加热体通过螺栓固定在加热体固定底座上；所述陶瓷型壳支架设置于导流部件上方，用于固定陶瓷型壳。

优选的，所述导流槽的两边采用斜面设计，所述导流槽两边的斜面的倾斜角度独立地为10～60°。

优选的，所述导流槽与加热体固定底座边缘的平面距离大于5mm。