喷推导叶叶片精密铸造防变形的措施

 范修谦  孙伟涛

（保定风帆精密铸造制品有限公司）

摘要  采用熔模铸造生产形状复杂的ZG03Cr22Ni5M03N双相不锈钢喷推导叶片，为了防止其变形，在工艺分型面设计了直面十斜面十三维扭曲曲面的复杂分型；压型采用了多模组合技术减少起模变形；合理控制精密铸造过程中的工艺方法和技术参数；中转运输时采用了不同的防变形的辅助装备，从而制造合格的喷推导叶叶片精密铸件。

关键词  喷推导叶叶片；工艺及模具设计；防变形工艺

1  工艺分析

船用喷推导叶叶片材料为ZG03Cr22N15M03N双相不锈钢，产品的形状见图1。产品结构刚性差，形状复杂，技术含量高，精密铸造蜡模制作、制壳、铸件清理都比较困难，而且热处理易变形，尺寸精度要求高，工艺性比较差。为此，通过工艺改进，解决了喷推导叶叶片精密铸造过程中的铸件刚性变形和尺寸精度的控制问题，生产出合格的喷推导叶叶片。

根据喷推导叶叶片的产品特性，工艺分型面设计见图2。

2工艺设计

2.1压型设计

  喷推导叶叶片铸件的展开长度为780 mm，宽度为277 mm，尺寸大，刚性差。为了减少压型取模时变形，喷推导叶叶片的精密铸造蜡模结构见图3，使用手动起模射蜡机。

2.2蜡模制造及其防止变形的措施

 由于蜡模壁厚较薄，而长度为780 mm，射蜡温度比一般的射蜡高3～5℃( 61～63℃)，增加射蜡时间和保压时间至2 min。为了射蜡后蜡模冷却速度一致，起模时从边逐渐向中间对称起模，通过这种模具和起模工艺设计，可使蜡模从两边向中间、从薄向厚逐渐冷却，使蜡模同时冷却，减少了蜡模冷却中的变形。

在放置和运输过程中，为防止蜡模变形，设计了铝质辅助装置，见图4。

2.3浇注系统设计

采用主浇道为U型的侧浇口和顶面的直浇口的形式见图5，铸件浇注时钢水先从铸件中部的侧浇口进入铸件，最后再进入顶面的直浇口，这样设计可最大限度地减少铸件气孔的产生，也有利于杂质上浮，从而提高铸件的内在质量。

2.4制壳、熔炼、浇注及后处理

 虽然喷推导叶叶片结构简单，但尺寸大、刚性差，为此控制蜡模的变形，提高壳的强度为本工艺技术的主题。采用硅溶胶型壳，面层撒锆砂、锆粉，3遍浆干燥后，在叶片宽度方向缠绕多圈6号铁丝后再进行后序的操作。在型壳焙烧之后，先将热壳放到柔软的热砂上，再浇注。

 为防止喷推导叶叶片铸件在后处理过程的变形，采取手工破壳，使用吊链抛丸机抛丸。在中转运输、酸洗钝化时采用耐酸的塑料容器，热处理时改成耐热钢。

3  结语

 精密铸造生产ZG03Cr22Ni5M03N双相不锈钢喷推导叶叶片，虽然尺寸大、刚性差，但通过合理的工艺设计和工艺装备，控制铸造过程中的蜡模、制壳、铸件清理、热处理等变形，可得到高质量的精密铸件。