一種一體式葉輪砂芯的制作方法
【專利摘要】一種一體式葉輪砂芯的制作方法，屬于葉輪鑄造工藝【技術領域】。本發(fā)明通過將多個蠟制葉片與芯盒底面連接，然后在芯盒中注入水玻璃砂，固化獲得含有蠟制葉片的砂芯并通過加熱烘烤的方式使蠟制葉片熔化脫出，獲得一體式葉輪砂芯。蠟制葉片可在與芯盒連接前使用錫箔紙包裹，以防止蠟制葉片表面受水玻璃砂磨損；待烘烤至蠟制葉片熔化脫出后錫箔紙可輕易取出。本發(fā)明的一體式葉輪砂芯的制作方法成本低廉，獲得的砂芯精度高并且成一體式結構。采用本發(fā)明獲得的砂芯生產葉輪，可顯著提高了葉輪的尺寸精度，提高了脫硫泵整機的性能。
【專利說明】一種一體式葉輪砂芯的制作方法
【技術領域】
[0001]一種一體式葉輪砂芯的制作方法，屬于葉輪鑄造工藝【技術領域】。
【背景技術】
[0002]脫硫泵屬于懸臂式單級單吸離心泵，是一種能適應各種不同工藝條件的泵。如輸送酸、堿性清液或料漿，硫酸行業(yè)各種烯酸，環(huán)保行業(yè)各種污水，應用范圍十分廣泛。脫硫泵的兩大性能參數流量和揚程和其核心部件葉輪的質量密不可分。因此，提高葉輪的鑄造質量對脫硫泵的整體性能大為重要。葉輪既指裝有動葉的輪盤，是沖動式汽輪機轉子的組成部分。又指輪盤與安裝其上的轉動葉片的總稱。脫硫泵葉輪鑄件的生產，傳統的工藝大都采用組合芯砂鑄，因為葉輪中的葉片根據其水力模型圖分析，葉片較薄，彎曲比較大，如果制作實樣葉片從砂中取出幾乎是不可能。因此，現有技術中，采用組合砂芯的方法制作葉輪，組合砂芯即整個砂芯由多個單元拼接組合而成。然而， 申請人:在研究中發(fā)現:采用組合砂芯生產出的葉輪尺寸精度較差； 申請人:通過研究發(fā)現產生該問題的原因是:組合砂芯的相鄰單元之間存在拼接縫隙、單元的拼接位置難以完全準確，造成葉輪尺寸精度較差；并且由于現有的制作方法中組合砂芯的拼接費時費力，工人勞動強度較大，易造成人為誤差，致使組合后的砂芯精度低，采用該砂芯獲得葉輪尺寸精度較差。 申請人:在研究中發(fā)現:如直接采用金屬材質的葉片生產一體式葉輪砂芯，則生產過程中所用的金屬材質的葉片無法從砂芯中取出；如直接采用發(fā)泡葉片制作，由于發(fā)泡葉片材質較軟，容易變形，很難在砂芯中穩(wěn)定的固定，致使砂芯生產獲得的葉輪精度降低，葉片表面粗糙，從而影響脫硫泵的性能。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供一種一體式葉輪砂芯的制作方法，該方法方法成本低廉，獲得的砂芯精度高并且成一體式結構，采用該方法獲得的砂芯生產葉輪，可顯著提高了葉輪的尺寸精度，提高了脫硫泵整機的性能。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:該一體式葉輪砂芯的制作方法，其特征在于，包括如下步驟:
a)使用注蠟機澆注葉片模具獲得多個蠟制葉片；
b)在芯盒的底面上數控加工多個用于連接蠟制葉片的定位槽，將蠟制葉片插入芯盒底面的定位槽插接固定，葉片與定位槽緊密貼合，并放入焊接好的芯骨；
c)向芯盒中注入經混制的水玻璃砂，使蠟制葉片完全埋入水玻璃砂中，芯盒中沖入CO2氣體使水玻璃砂固化，獲得含有蠟制葉片的砂芯；
d)將含有蠟制葉片的砂芯從芯盒中取出，烘烤含有蠟制葉片的砂芯使蠟制葉片從砂芯中熔化脫出，降至室溫，獲得一體式葉輪砂芯；使用鋯英粉涂料將一體式葉輪砂芯的葉片成型區(qū)域進行表面流涂，然后將一體式葉輪砂芯點火烘干。
[0005]所述的蠟制葉片上設有用于和定位槽卡接的葉片底座，葉片底座的形狀與定位槽的形狀相適應。[0006]所述的定位槽成弧形，多個定位槽以芯盒軸心為對稱軸對稱分布在芯盒的底面上。
[0007]步驟b)中所述的蠟制葉片在與芯盒的底面連接前，需使用錫箔紙將蠟制葉片的正反兩面進行包裹。
[0008]步驟d)中所述的砂芯烘烤溫度為16(T200°C。
[0009]步驟a)中所述的葉片模具根據葉輪的水力模型圖進行制作。
[0010]與現有技術相比，本發(fā)明的一體式葉輪砂芯的制作方法所具有的有益效果是:本發(fā)明降低了模具成本，簡化了鑄造廠工人的操作步驟。定位槽在芯盒上的加工方法采用數控加工，數控加工相比其他加工方法具有加工速度快，獲得的定位槽精度更高。蠟制葉片優(yōu)選中溫模料制作，其特點是收縮較小，尺寸穩(wěn)定性好，表面光潔。蠟制葉片可在與芯盒連接前使用錫箔紙包裹，以防止蠟制葉片表面受水玻璃砂磨損；待烘烤至蠟制葉片熔化脫出后錫箔紙可輕易取出，降低了造型工的勞動強度，提高了鑄件的質量。裝有蠟制葉片的芯盒在填入水玻璃砂之前，為了加快填砂速度，可在芯盒內活動連接芯骨來輔助填砂。并且，砂芯中預置芯骨可以便于吊裝。芯骨上設有多個用于吊裝的吊扣，吊扣用于在說玻璃砂固化前將芯骨從芯盒中吊裝取出。本發(fā)明所獲得的鑄件的尺寸達到了圖紙要求，保證了泵的性能?！揪唧w實施方式】綜上所述，葉輪砂芯通過上述工藝改進后，大大提高了葉輪的尺寸精度。葉片均勻等分，操作者的勞動強度得到改善，葉輪鑄件成型后，表面質量也得到了很大的改善，從而提高了脫硫泵整機的性能參數。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是蠟制葉片的頂部結構示意圖。
[0012]圖2是蠟制葉片的底部結構示意圖。
[0013]圖3是蠟制葉片的剖視結構示意圖。
[0014]圖4是芯盒的結構示意圖。
[0015]圖5是芯盒的俯視圖。
[0016]圖6是圖5芯盒的A-A面剖視圖。
[0017]圖7是芯盒和蠟制葉片的安裝示意圖。
[0018]圖8是圖7芯盒和蠟制葉片的俯視圖。
[0019]圖9是圖8的B-B面剖視圖。
[0020]圖10是芯骨、芯盒和蠟制葉片的安裝示意圖。
[0021]圖11是圖10芯骨、芯盒和蠟制葉片的俯視圖。
[0022]圖12是圖11的C-C面剖視圖。
[0023]圖13是一體式葉輪砂芯的頂面結構示意圖。
[0024]圖14是一體式葉輪砂芯的底面結構示意圖。
[0025]圖15是一體式葉輪砂芯的主視圖。
[0026]圖16是圖15的D-D面剖視圖。
[0027]圖17是一體式葉輪砂芯的仰視圖。
[0028]圖18是一體式葉輪砂芯的俯視圖。
[0029]其中:1、蠟制葉片;101、葉片底座;2、芯盒;201、定位槽;3、芯骨；4、吊扣；5、一體式葉輪砂芯；6、葉片成型區(qū)域。
【具體實施方式】
[0030]圖f 18是本發(fā)明的一體式葉輪砂芯的最佳實施例，下面結合附圖f 18對本發(fā)明做進一步說明。
[0031]參照圖4~9，芯盒2為頂部開口底部密封的容器，芯盒2的底面向上凸起成錐形，芯盒2的底面上設有多個用于連接蠟制葉片I的定位槽201。參照圖f 3，蠟制葉片I上設有用于和定位槽201卡接的葉片底座101，葉片底座101的形狀與定位槽201的形狀相適應。參照圖4~6，定位槽201成弧形；定位槽201弧形的兩端中:一端開口寬度大于另一端開口寬度，定位槽201開口寬度較大的一端為蠟制葉片I的插入端。多個定位槽201以芯盒2軸心為對稱軸對稱分布在芯盒2的底面上。參照圖13~18，一體式葉輪砂芯5上分布有葉輪成型區(qū)域6，葉片成型區(qū)域6為熔化前的蠟制葉片I與一體式葉輪砂芯5的接觸區(qū)域。參照圖10-12，芯骨3可設計為多個由金屬絲焊接在一起的金屬同心環(huán)，也可設計為成螺旋狀盤繞的金屬絲。芯骨3上加裝有多個吊扣4以便于吊裝。
[0032]本實施例按如下方法制作:
a)使用注蠟機澆注葉片模具獲得多個蠟制葉片I;葉片模具根據葉輪的水力模型圖進行制作；
b)將蠟制葉片I修正處理，需使用錫箔紙將蠟制葉片I的跟砂型接觸的面進行包裹，葉片底座101無需包裹；在芯盒2的底面上數控加工多個用于連接蠟制葉片I的定位槽201，將蠟制葉片I插入芯 盒2底面的定位槽201緊密貼合，放入焊接好的芯骨；預置芯骨可以便于吊裝；
c)向芯盒2中注入經混制的水玻璃砂，使蠟制葉片I完全埋入水玻璃砂中，注入水玻璃砂過程中用刮板刮去多余的砂至成型為止；向芯盒中沖入CO2氣體使水玻璃砂固化，獲得含有蠟制葉片的砂芯；
d)將含有蠟制葉片的砂芯從芯盒2中取出，烘烤含有蠟制葉片的砂芯，烘烤溫度為16(T200°C，使蠟制葉片I從砂芯中熔化脫出；烘烤結束降至室溫，抽出砂芯中的錫箔紙，使獲得一體式葉輪砂芯5 ;用鋯英粉涂料將一體式葉輪砂芯5的葉片成型區(qū)域6進行表面流涂，然后將一體式葉輪砂芯5點火烘干，即得。葉片成型區(qū)域6參見圖13~18。
[0033]對比例I
a)使用注蠟機澆注葉片模具獲得多個蠟制葉片I;葉片模具根據葉輪的水力模型圖進行制作；
b)將蠟制葉片I修正處理，在芯盒2的底面上數控加工多個用于連接蠟制葉片I的定位槽201，將蠟制葉片I插入芯盒2底面的定位槽201緊密貼合，放入焊接好的芯骨；
c)向芯盒2中注入經混制的水玻璃砂，使蠟制葉片I完全埋入水玻璃砂中，注入水玻璃砂過程中用刮板刮去多余的砂至成型為止；向芯盒中沖入CO2氣體使水玻璃砂固化，獲得含有蠟制葉片的砂芯；砂芯中可預置芯骨3以便于吊裝；
d)將含有蠟制葉片的砂芯從芯盒2中取出，烘烤含有蠟制葉片的砂芯，烘烤溫度為16(T200°C，使蠟制葉片I從砂芯中熔化脫出；烘烤結束降至室溫，獲得一體式葉輪砂芯5。用鋯英粉涂料將一體式葉輪砂芯5的葉片成型區(qū)域6進行表面流涂，然后將一體式葉輪砂芯5點火烘干，即得。
[0034]對比例2
本實施例按如下方法制作:
a)使用注蠟機澆注葉片模具獲得多個蠟制葉片I;葉片模具根據葉輪的水力模型圖進行制作；
b)將蠟制葉片I修正處理，需使用報紙用膠將蠟制葉片I的跟砂型接觸的面進行包裹，葉片底座101無需包裹；在芯盒2的底面上數控加工多個用于連接蠟制葉片I的定位槽201，將蠟制葉片I插入芯盒2底面的定位槽201緊密貼合，放入焊接好的芯骨；
c)向芯盒2中注入經混制的水玻璃砂，使蠟制葉片I完全埋入水玻璃砂中，注入水玻璃砂過程中用刮板刮去多余的砂至成型為止；向芯盒中沖入CO2氣體使水玻璃砂固化，獲得含有蠟制葉片的砂芯；砂芯中可預置芯骨3以便于吊裝；
d)將含有蠟制葉片的砂芯從芯盒2中取出，烘烤含有蠟制葉片的砂芯，烘烤溫度為16(T200°C，使蠟制葉片I從砂芯中熔化脫出；烘烤結束降至室溫，獲得一體式葉輪砂芯5。用鋯英粉涂料將一體式葉輪砂芯5的葉片成型區(qū)域6進行表面流涂，然后將一體式葉輪砂芯5點火烘干，即得。
[0035]對比例3
按如下方法制作:
a)向組合芯模具中注入經混制的水玻璃砂，加芯骨，注入水玻璃砂過程中用刮板刮去多余的砂至成型為止；向芯盒中沖入CO2氣體使水玻璃砂固化，獲得五塊砂芯；組合芯模具根據葉輪的水力模型圖進行制作；
b)將五塊砂芯修正處理；在平面上組合到一起并固定，用鋯英粉涂料將一體式葉輪砂芯的葉片成型區(qū)域進行表面流涂，然后將一體式葉輪砂芯5點火烘干，即得。
[0036]性能測試
將實施例和對比例廣3最終獲得的砂芯采用現有砂芯生產葉輪的方法生產，并對獲得的葉輪進行測試。具體葉輪生產方法為:將實施例和對比例廣3最終獲得的砂芯放到預先制好的鑄型中，分型面部位涂封箱膏，上型(葉輪后蓋板)與下型(葉輪前蓋板)合箱，澆鑄鋼水，等冷卻后獲得葉輪。
[0037]測試方法:通過目測的方法觀察葉輪外表面的粗糙和光滑情況，并將測試結果錄入表I。葉片表面粗糙度，測量葉輪上相鄰葉片測量點之間的間距，并計算相鄰葉片測量點間距的平均值；利用以上數據，相鄰葉片測量點間距的誤差錄入表1，該誤差可用于衡量葉輪的精度，誤差越小精度越高。用粗糙度儀檢查葉輪鑄件的表面粗糙度，可用來衡量葉輪的精度；粗糙度公稱值越小，精度越大。
[0038]表I 一體式葉輪砂芯性能檢測結果
【權利要求】
1.一種一體式葉輪砂芯的制作方法，其特征在于，包括如下步驟: a)使用注蠟機澆注葉片模具獲得多個蠟制葉片(I)； b)在芯盒(2)的底面上數控加工多個用于連接蠟制葉片(I)的定位槽(201)，將蠟制葉片(I)插入芯盒(2)底面的定位槽(201)插接固定，葉片(I)與定位槽(201)緊密貼合，并放入焊接好的芯骨(3)； c)向芯盒(2)中注入經混制的水玻璃砂，使蠟制葉片(I)完全埋入水玻璃砂中，芯盒中沖入CO2氣體使水玻璃砂固化，獲得含有蠟制葉片的砂芯； d)將含有蠟制葉片的砂芯從芯盒(2)中取出，烘烤含有蠟制葉片的砂芯使蠟制葉片(I)從砂芯中熔化脫出，降至室溫，獲得一體式葉輪砂芯(5);使用鋯英粉涂料將一體式葉輪砂芯(5)的葉片成型區(qū)域進行表面流涂，然后將一體式葉輪砂芯(5)點火烘干。
2.根據權利要求1所述的一體式葉輪砂芯的制作方法，其特征在于:所述的蠟制葉片(I)上設有用于和定位槽(201)卡接的葉片底座(101)，葉片底座(101)的形狀與定位槽(201)的形狀相適應。
3.根據權利要求1所述的一體式葉輪砂芯的制作方法，其特征在于:所述的定位槽(201)成弧形，多個定位槽(201)以芯盒(2)軸心為對稱軸對稱分布在芯盒(2)的底面上。
4.根據權利要求1所述的一體式葉輪砂芯的制作方法，其特征在于:步驟b)中所述的蠟制葉片(I)在與芯盒(2)的底面連接前，需使用錫箔紙將蠟制葉片(I)的正反兩面進行包裹。
5.根據權利要求1所述的一體式葉輪砂芯的制作方法，其特征在于:步驟d)中所述的砂芯烘烤溫度為16(T200°C。
6.根據權利要求1所述的一體式葉輪砂芯的制作方法，其特征在于:步驟a)中所述的葉片模具根據葉輪的水力模型圖進行制作。
【文檔編號】B22C9/22GK103962511SQ201410218688
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權日:2014年5月13日
【發(fā)明者】陳維茂, 岳增慶, 徐紅偉 申請人:淄博華成泵業(yè)有限公司, 淄博水環(huán)真空泵廠有限公司