真空低壓鑄造裝置可滿足葉輪鑄造工藝
1 葉輪的快速成型樹脂原型的制作
用PRO/E軟件繪制的葉輪三維圖形，轉(zhuǎn)換成STL格式文件后，再利用SLA快速成型方法得到葉輪的樹脂原型圖。圖中的尺寸根據(jù)經(jīng)驗均放大1.5%以補償鑄件的收縮。
做樹脂原型時，為方便制作。將葉輪分為兩部分，兩個結(jié)構(gòu)照片。從葉輪的組合照片來看，葉輪的中間具有復(fù)雜的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)。
輪的內(nèi)腔型芯的樹脂原型。其尺寸根據(jù)經(jīng)驗也放大1.5%以補償鑄件的收縮。由于葉輪的復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)中有一個面是平面，所以內(nèi)腔型芯的樹脂原型底面為一平面，上表面為立體復(fù)雜曲面。
2 真空低壓鑄造裝置
裝置中的坩堝和升液管是由耐熱鋼制造，以確保系統(tǒng)的高溫安全性。加壓裝置用的是氬氣瓶，用氬氣作為加壓的氣源可以減少銅液的氧化，減少鑄件的氧化物夾雜，提高鑄件的內(nèi)在質(zhì)量。
3 金屬模具的制作本裝置
金屬模具的材質(zhì)選用45鋼以節(jié)約研究成本，內(nèi)腔尺寸采用樹脂原型的外形尺寸，根據(jù)繪制的葉輪三維圖形，用數(shù)控銑床來完成金屬模的內(nèi)腔加工。金屬模具采用對開模結(jié)構(gòu)設(shè)計，兩個模具之間放置型芯以便于形成葉輪的復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)。模具下面的導(dǎo)流管和真空低壓鑄造裝置的升液管相連接。
4 水泵葉輪型芯的制備
本文開發(fā)了一種新型的復(fù)合陶瓷型芯材料，并已申報了國家專利。該型芯材料采用硅溶膠作為型芯涂料的粘結(jié)劑，采用高耐火度的耐火材料粉料，作為涂料的基本材料（耐火粉料的粒度為280目），在涂料配方中還加入了玻璃纖維短切絲、消泡劑、潰散劑、晶粒細化劑，以及附加物等成分，配制出復(fù)合陶瓷型芯的涂料；采用干燥硬化的膠凝方法，步驟為上涂料、撒砂、干燥，如此重復(fù)多次，以得到所需厚度的型芯；復(fù)合陶瓷型芯采用950~1050℃溫度下焙燒0.5~1.0h的焙燒工藝。經(jīng)焙燒后的復(fù)合陶瓷型芯具有水溶性的特點，可用水予以去除。
真空低壓鑄造工藝分析
1 鑄造工藝分析
利用特制的真空低壓鑄造裝置，采用合理的鑄造工藝參數(shù)（真空度為-0.02MPa、外加氣壓為0.03MPa）可方便地鑄造出水泵銅葉輪鑄件，說明利用該種鑄造工藝來鑄造葉輪是可行的。本文在鑄造工藝中還采用了金屬模具，利用數(shù)控加工技術(shù)來制造金屬模，可保證鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量。
2 葉輪內(nèi)腔尺寸精度和表面質(zhì)量的保證措施
利用自主開發(fā)的復(fù)合陶瓷型芯來形成葉輪的復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)。在制作型芯模具時，采用了快速成型技術(shù)和常溫硫化硅橡膠翻模技術(shù)；同時還采用了280目的耐火粉料，可保證鑄件內(nèi)腔的尺寸精度和表面質(zhì)量。
結(jié)論
1）利用特制的真空低壓鑄造裝置和金屬模具可滿足葉輪的鑄造工藝要求。
2）采用自主開發(fā)的復(fù)合陶瓷型芯材料，利用快速成型技術(shù)和常溫硫化硅橡膠翻模技術(shù)，可制得型芯。
該型芯可保證葉輪鑄件內(nèi)腔的尺寸精度和表面質(zhì)量
3）采用本文的鑄造工藝可以得到合格的葉輪鑄件。

 

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