[发明专利]一种大型钛合金熔模精密铸造用模型及型壳的制备方法

摘要

一种强化高精度大型钛合金熔模精密铸造用模型及型壳的制备方法，方法中，熔模精密铸造用模型采用3D打印光敏树脂材质，解决大型蜡模射蜡困难、强度低及易变性的问题。除此之外，采用陶瓷型芯与光敏树脂模型相结合的方法成型大型薄壁具有复杂狭小型腔铸件的问题，陶瓷型芯起到两方面作用。其一，陶瓷型芯成型复杂狭小型腔部位；其二，陶瓷型芯强化光敏树脂模型及型壳的目的，减少光敏树脂模型及型壳变形的目的。采用上述方法可以达到成型复杂型腔的目的、同时采用陶瓷型芯方法可以提升铸件局部表面质量及整体尺寸精度的目的，使铸件产品满足表面光洁及高精度的要求，同时达到高效、低成本、缩短铸件生产周期的多重目的。

主权项

1.一种大型钛合金熔模精密铸造用模型及型壳的制备方法，其特征在于，该方法包括模型阶段的制备和型壳阶段的制备，具体步骤如下：/n第一步，依据大型钛合金铸件结构及尺寸情况，分段设计铸件的3D打印光敏树脂模型；/n第二步，针对光敏树脂模型分段部位附近的结构，兼顾光敏树脂模型孔隙结构，同时依据光敏树脂模型分段情况，设计陶瓷型芯与光敏树脂模型装配及强化方式；/n第三步，根据陶瓷型芯结构以及陶瓷型芯与光敏树脂模型匹配特性设计陶瓷型芯模具，采用陶瓷型芯模具制作氧化锆材质的陶瓷型芯；/n第四步，根据陶瓷型芯及光敏树脂模型的装配及强化方式，加工制作位于光敏树脂模型和陶瓷型芯连接位置处的锁紧紧固装置；/n第五步，根据第一步的设计，采用3D打印机分段打印成型钛合金熔模精密铸件用的光敏树脂模型；/n第六步，对第五步分段3D打印成型的光敏树脂模型进行粘结，组装制备完整的树脂模型；/n第七步，利用第四步制作的锁紧紧固装置将陶瓷型芯与上一步组装后的树脂模型进行匹配组装及精密加固，使陶瓷型芯能够成型铸件的狭小型腔部位，并强化树脂模型；/n第八步，对陶瓷型芯与树脂模型组型强化后的整体模型进行三维扫描尺寸检测，确保尺寸精度控制在要求范围之内；/n第九步，接上一步，采用石蜡作为成型浇注系统的模型材料，将石蜡浇注系统与光敏树脂模型进行组焊，完成整个铸件模型的制备；/n第十步，对与陶瓷型芯配合装配好的光敏树脂模型进行修整，并将光敏树脂模型与陶瓷型芯结合部位采用石蜡进行封装，采用石蜡将光敏树脂模型与陶瓷型芯表面接触缝隙处密封填实；/n第十一步，采用清洗液对光敏树脂模型进行清洗，以去除表面油渍杂物，达到模型表面清洁，至此完成模型阶段的制备，得到的铸件模型用于型壳的制备；/n第十二步，用325目氧化钇粉与氨胶按照重量比例为4:1混合成面层浆液，并在室温条件下以300r/min搅拌面层浆液，搅拌时间15-30分钟，然后静置20min后待用；/n第十三步，采用毛刷将所配制的面层浆液刷涂在第十一步所得铸件模型上难以灌浆的部位表面，涂挂后剩余的面层浆液放入冰柜中保存；/n第十四步，对经第十三步局部刷涂浆液后的铸件模型进行干燥处理；/n第十五步，将第十三步中剩余的面层浆液从冰柜中取出，在恒温恒湿条件下，以300r/min的速度搅拌面层浆液，搅拌时间30分钟以上，然后将面层浆液浇挂在干燥后的铸件模型表面，确保铸件模型表面浆液完整且均匀，再对涂挂面层浆液后的铸件模型进行淋砂强化处理；/n第十六步，对涂挂浆液及淋砂后的模型进行干燥处理；/n第十七步，采用硅溶胶与氧化锆粉配制过渡层浆液，并对经第十六步处理后的铸件模型进行挂浆，然后采用莫来砂对挂浆后的铸件模型进行淋砂处理，随后进行干燥；/n第十八步，利用硅溶胶、莫来粉、莫来砂作为加固层材料在经第十七步干燥后的铸件模型表面逐层制备加固层，得到加固层层数为四层的型壳；/n第十九步，采用钢筋及铁丝网对第十八步中制备的型壳进行加固处理；/n第二十步，采用第十八步中加固层的制备方式，对第十九步处理后的型壳继续加固，使得型壳的加固层层数达到八层；/n第二十一步，将制备好的铸件模型及型壳在脱蜡釜中进行蒸汽脱蜡；/n第二十二步，将脱蜡后的铸件模型及型壳在焙烧炉进行高温焙烧，在焙烧过程中进行通风处理，确保型壳中光敏树脂材料焙烧后灰分清除干净，获得型腔内部洁净的高精度型壳。/n