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申请/专利权人:中国航发北京航空材料研究院
摘要:本发明提供了一种机匣类铸件内部复杂油腔管路及其制备方法。本发明通过低熔点合金的选取和机匣类铸件内部复杂油腔管路三维模型的构建,采用液态成形的方式实现低熔点合金油腔管路金属模型的加工制造,然后在低熔点合金油腔管路金属模型的表层喷射沉积耐高温陶瓷涂层,再采用黏结的方式对低熔点合金油腔管路金属模型进行组合装配,将组合装配后的低熔点合金油腔管路金属模型置于机匣类铸件铸型后利用合金熔体进行液态成形;机匣类铸件在液态成形结束后通过加热的方式可实现低熔点合金油腔管路金属模型的有效脱除,且脱除后不会产生机械粘砂缺陷,油腔管路表面的洁净程度高、成形表面质量好、成形尺寸精度高。
主权项:1.一种机匣类铸件内部复杂油腔管路的制备方法,其中,所述方法包括如下步骤:(1)低熔点合金的选取与油腔管路三维模型液态成形:选取低熔点合金,采用三维建模软件构建机匣类铸件内部复杂油腔管路的数字模型,基于油腔管路的数字模型加工制造整套金属型模具并拆分得到分套金属型模具,在加热坩埚炉内熔化低熔点合金,将低熔点合金熔液浇铸至各分套金属型模具内,得到各分部油腔管路金属模型;(2)耐高温陶瓷涂层喷射沉积:将各分部油腔管路金属模型置于喷射沉积设备中,采用喷射沉积设备在各分部油腔管路金属模型表面进行喷射沉积,获得表面喷射沉积有耐高温陶瓷涂层的各分部油腔管路金属模型;(3)油腔管路金属模型组合装配:采用黏结的方式将表面喷射沉积有耐高温陶瓷涂层的各分部油腔管路金属模型按三维建模软件构建的机匣类铸件内部复杂油腔管路的数字模型进行组合装配,将组合装配后的油腔管路金属模型置于热烘烤炉内进行固化硬化处理;(4)机匣类铸件的液态成形:将固化硬化处理后的油腔管路金属模型置于机匣类铸件铸型中,与机匣类铸件铸型共同置于铸造设备中进行机匣类铸件的液态成形,液态成形结束后进行落砂开箱;(5)机匣类铸件内部复杂油腔管路的脱芯处理:将落砂开箱后的机匣类铸件置于加热炉中进行脱芯处理;(6)机匣类铸件的均匀化热处理:将脱芯处理后的机匣类铸件置于加热炉中进行均匀化热处理;(7)机匣类铸件的振抛处理:在均匀化热处理后的机匣类铸件内部复杂油腔管路的内腔内填充抛丸和研磨剂,启动振动抛丸设备对机匣类铸件内部复杂油腔管路的内腔进行振抛处理,制备得到所述机匣类铸件内部复杂油腔管路;其中,步骤(1)中,所述低熔点合金选自Bi-Pb-Sn三元系合金;所述低熔点合金包括如下质量百分含量计的各组分:Bi元素的质量百分含量为53.0%-56.0%,Pb元素的质量百分含量为14.0%-16.0%,Sn元素的质量百分含量为24.0%-26.0%,Zr元素的质量百分含量为0.3%-0.6%,余量为Al元素;所述低熔点合金的熔点为120℃-150℃;步骤(2)中,在喷射沉积的过程中施加同轴兆声,所述同轴兆声的功率密度为8W·cm-2-25W·cm-2;步骤(2)中,所述耐高温陶瓷涂层包括Al2O3、ZrO2和TiO2;所述耐高温陶瓷涂层中Al2O3的质量百分含量为55.0%-65.0%,Al2O3颗粒的粒径为25μm-40μm;ZrO2的质量百分含量为25.0%-30.0%,ZrO2颗粒的粒径为15μm-20μm;TiO2的质量百分含量为5.0%-20.0%,TiO2颗粒的粒径为40nm-80nm;所述耐高温陶瓷涂层的硬度为400HV-650HV;步骤(3)中,所述黏结是采用胶黏剂实现的,所述胶黏剂选自碱性冷固性磷酸胶黏剂,所述碱性冷固性磷酸胶黏剂包括磷酸铝、磷酸镁、磷酸锌、六偏磷酸钠、氰基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯和对苯二酚;所述碱性冷固性磷酸胶黏剂中磷酸铝的质量百分含量为5.5%-7.5%,磷酸铝颗粒的粒径为50μm-100μm;磷酸镁的质量百分含量为3.5%-5.0%,磷酸镁颗粒的粒径为70μm-140μm;磷酸锌的质量百分含量为4.5%-6.0%,磷酸锌颗粒的粒径为80μm-120μm;六偏磷酸钠的质量百分含量为1.0%-2.0%,氰基丙烯酸乙酯的质量百分含量为64.0%-68.0%,聚甲基丙烯酸甲酯的质量百分含量为10.0%-12.0%,余量为对苯二酚。
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