[发明专利]一种窄流道叶轮的铸造工艺

说明书

本发明公开了一种窄流道叶轮的铸造工艺，根据叶轮蜡模结构，设计上盖板蜡模、下盖板蜡模和口环件，拼接成叶轮蜡模，竖直与浇注系统粘接形成蜡模模组，制备四层外壳后，按照锆粉浆料和莫来石砂按照3:7配制半硬浆料，取锆粉浆料在流杯内并缓慢倒入流道内腔，边倒入边摇晃边捣实，震动静置后，用半硬浆料将流道出水口封住，流道硬化后继续制备五到八层外壳，最后脱蜡、烧焙、浇注；本发明在蜡模制备时把叶轮蜡模分成三部分分开制备，采用粘接的形式组装成整体结构，避免了内芯断裂，能够满足流道的表面质量要求；叶轮蜡模竖向组树不易断芯，解决中孔缩松问题；制壳时叶轮内流道采用灌浆的方式，型壳强度高，铸件成品率大幅提高。

技术领域

本发明涉及精密铸造技术领域，特别涉及一种窄流道叶轮的铸造工艺。

背景技术

叶轮是水泵的关键零件，通常分为开式叶轮、半开式叶轮、封闭式叶轮等，对于封闭式叶轮，随着叶轮流道宽度的改变，宽度越小，直径越大，铸造难度就越大，对各个工序的要求就越高，叶轮用于输送水、油等液体，表面光洁度,流道部位要求平整光滑、无结疤毛刺等缺陷。闭式叶轮制造难度较大，在离心泵中应用最多，适于输送清水，溶液等粘度较小的不含颗粒的清洁液体，如图1所示，该叶轮由上下盖板组成和5个叶片组成，叶片歪曲弧度大，轮廓尺寸φ400X106，进水口直径φ146，出水口宽度6mm，叶轮上下盖板直径大，出水口宽度小，流道表面粗糙度要求3.2，流道需要扫描，材质为CAN6M，具有高强度耐腐蚀性，生产难度大。

在叶轮的生产工艺中，蜡模成型、蜡模组树以及制壳工艺最为重要，目前在三种工艺中：蜡模成型：1、采用尿素芯制作蜡模，尿素芯用整体式，优点是蜡模一次成型，效率高，缺点是蜡模压制过程中，尿素芯容易断裂，废品率高；尿素芯采用分体式，即用5个尿素芯拼接成整体的放在蜡模中，尿素芯在生产过程中极易吸潮，尿素芯的表面质量差，因而叶轮内腔的蜡模表面质量得不到保证，流道不允许有任何铁豆、毛刺、夹铁，而且尿素芯对环境污染大；2、用陶瓷芯方案，制整体陶瓷芯，将陶瓷芯放在蜡模中制模，由于锁模和射蜡压力高，陶瓷芯容易在型腔内断裂；蜡模组树：如图2，采用叶轮平焊，优点是出品率高，容易操作，缺点是由于叶轮外径尺寸达到400mm，且出口宽度只有6mm，脱蜡浇注后容易断芯，中孔易缩松；制壳工艺：1-2层锆粉浆料，锆砂，粉液比1:4.0-4.1；操作时将模组倾斜成45°，缓慢旋转进入相应的浆桶，浆料从进水口进入流道，再从出水口流出，润浆时边转动模组边检查挂浆情况，防止出现漏涂、堆浆、气泡现象，必要时需二次沾浆重新提起润浆，每次润浆时间≤60s，每层干燥24小时以上，三层、四层用30-60目莫来石，四层后用锆英砂封孔，封孔前检查模壳是否有搭桥，每个叶片用压缩空气将吹通，并用锯条将每个叶片之间压平，用莫来石砂和硅溶胶混成浆料，将进水口封住，锆英砂缓慢灌入叶轮流道内，边灌入边用细铁丝捣实，最后用浆料将叶轮出水口封住，采用此方案共生产10件，浇注后断芯7件，经技术分析后为灌砂内腔强度不够，导致浇注后产生断芯缺陷。在上述描述中，现有的叶轮的生产工艺中均存在有缺陷，导致了生产的叶轮质量较差，成品率低，增加了生产成本，降低了企业生产效益。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种窄流道叶轮的铸造工艺，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种窄流道叶轮的铸造工艺，包括如下步骤：

1)模型设计：根据叶轮蜡模结构，设计上盖板蜡模、下盖板蜡模和口环件，叶片设置在下盖板蜡模上，上盖板蜡模设有与叶片随形的定位槽，口环件从叶轮的口环R角断开，并根据蜡模结构设计对应的成型模具；

2)蜡模拼装：在成型模具内制备上盖板蜡模、下盖板蜡模和口环件，制备完成后进行组装，形成叶轮蜡模；

3)蜡模组树：把组装完成后的叶轮蜡模竖直与浇注系统粘接固定，形成蜡模模组；