[发明专利]一种钛合金开式叶轮熔模精密铸造方法

权利要求书

1.一种钛合金开式叶轮熔模精密铸造方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）、设计浇注系统蜡模：所述浇注系统蜡模包括一个竖直浇道、一个大径水平浇道、两个小径水平浇道以及两个直角浇道，其中，竖直浇道的一端与直浇口相连通，大径水平浇道、小径水平浇道以及直角浇道均与竖直浇道垂直连通，小径水平浇道分别设于大径水平浇道的上下两侧，直角浇道分别设于大径水平浇道的左右两侧，竖直浇道的两端均连接有与竖直浇道延伸方向一致的挂钩；

（2）、设计组合蜡模组：叶轮蜡模制作完毕后，将蜡模焊成叶轮蜡件，将叶轮蜡件竖直放置，使设于叶轮蜡件中轮毂中心处的第一浇注口的轴心与水平方向平行；将浇注系统蜡模与叶轮蜡件焊接在一起，形成组合蜡模组，其中，浇注系统蜡模中的大径水平浇道与第一浇注口相连接，小径水平浇道和直角浇道的自由端以环形阵列的形式分别与叶轮蜡件中的轮盘相连通；叶轮蜡件中在轮盘朝向叶片的圆周面上环形阵列有至少三根支撑柱，所述支撑柱的自由端面距轮盘的距离大于叶片的自由端面距轮盘的距离；

（3）、制作型壳：将组合蜡模组的其中一个挂钩挂设于机械臂上使组合蜡模组呈悬挂状态，利用机械臂将组合蜡模组浸入料浆中，转动组合蜡模组，并不断往上撒砂料，使砂料完全包覆组合蜡模组，并置于20℃~25℃环境中进行干燥，待组合蜡模组干燥后，即得到一层壳，重复上述步骤至少5次即得到型壳；其中，在前5层壳的制备中，每制得一层壳后将组合蜡模组整体上下翻转一次；

（4）、脱蜡与脱模处理：使用蒸汽脱蜡釜对型壳进行脱蜡，得到空腔的型壳，脱蜡后利用焙烧炉对型壳进行1050℃焙烧5h，型壳随炉冷却后出炉等待浇注；

（5）、浇注成型：采用真空自耗电极凝壳炉熔化钛锭电极，然后浇注至50~100℃的型壳的型腔内，冷却30min后出炉，即得到铸件；

（6）、后处理：将型壳支撑柱着地放置，机器振动清壳，清壳完毕后对铸件进行抛丸、切除浇注系统、打磨工序处理。

2.根据权利要求1所述的一种钛合金开式叶轮熔模精密铸造方法，其特征在于：步骤（1）中，设于大径水平浇道左侧的直角浇道的直径小于设于大径水平浇道右侧的直角浇道的直径。

3.根据权利要求2所述的一种钛合金开式叶轮熔模精密铸造方法，其特征在于：设于大径水平浇道左侧的直角浇道的直径与小径水平浇道的直径相等。

4.根据权利要求3所述的一种钛合金开式叶轮熔模精密铸造方法，其特征在于：设于大径水平浇道左侧的直角浇道的直径Φ为6mm。

5.根据权利要求2所述的一种钛合金开式叶轮熔模精密铸造方法，其特征在于：设于大径水平浇道右侧的直角浇道的直径等于待铸造开式叶轮轮毂的直径。

6.根据权利要求5所述的一种钛合金开式叶轮熔模精密铸造方法，其特征在于：待铸造开式叶轮轮毂的直径为45~50mm。

7.根据权利要求1所述的一种钛合金开式叶轮熔模精密铸造方法，其特征在于：步骤（2）中，支撑柱的直径与待铸造开式叶轮轮盘上部加强筋的厚度相等。

8.根据权利要求7所述的一种钛合金开式叶轮熔模精密铸造方法，其特征在于：三根支撑柱的直径均为6~8mm。

9.根据权利要求1所述的一种钛合金开式叶轮熔模精密铸造方法，其特征在于：步骤（3）中，制作型壳的面层时所用浆料为中性胶、325目钇粉和60-120目锆砂；制作型壳的第二层时所用的浆料为中性胶、325目钇粉和30-60目的稀土粉；制作型壳的其余各层时所用浆料为硅溶胶、200目莫来粉和30-60目莫来砂。