一种复杂内流道型芯成型方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110860657A(43)申请公布日2020.03.06(21)申请号201911072893.X(22)申请日2019.11.05(71)申请人北京遥感设备研究所地址100854北京市海淀区永定路51号(72)发明人赵立霞唐晔汪小明明宪良(74)专利代理机构中国航天科工集团公司专利中心11024代理人葛鹏(51)Int.Cl.B22C9/10(2006.01)B22C9/08(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称一种复杂内流道型芯成型方法(57)摘要本发明公开了一种复杂内流道型芯成型方法，包括：金属外壳(1)、形状保持砂2的复杂内流道型芯。本发明通过用增材制造方法获得高精度、表面光滑的内流道空腔轮廓。通过电化学增材，获得复杂内流道型芯的金属外壳(1)，并通过高溃散性的形状保持砂(2)对流道金属外壳(1)进行填充，以提高复杂内流道型芯的强度。最后在铸造时，复杂内流道型芯的金属外壳(1)与铸造金属熔液通过原子扩散，融为一体，获得高精度、表面光滑的内流道铸件；冷却后，高溃散性形状保持砂(2)可轻易倒出。本发明解决了复杂内流道型芯制造时，复杂型芯成形难、型芯高强度要求与铸造之后的型芯易溃散要求的矛盾难以解决、铸造件合格率低、铸造件内流道表面精度差等问题。CN110860657ACN110860657A权利要求书1/1页1.一种复杂内流道型芯成型方法，其特征在于，其步骤为：复杂内流道型芯包括：金属外壳(1)和填充金属外壳(1)内部的内流道空腔的形状保持砂(2)；第一步、内流道空腔实体化：将变截面内流道结构的内流道空腔三维数字模型中提取，生成与内流道空腔形状一致的内流道三维数字模型；第二步、制造可熔模：选择可熔光固化树脂，通过增材制造方式，按照内流道三维数字模型完成可熔模制备；第三步、制备金属外壳：在可熔模外部喷涂纳米银浆，固化后通过电铸工艺在可熔模外部生成金属层，加热熔化树脂可熔模，获得金属外壳(1)；第四步、填充形状保持砂：将金属外壳(1)一端堵塞，将形状保持砂(2)填充到金属外壳(1)内部空腔，在填充过程中振动金属外壳(1)，使形状保持砂(2)完全充满金属外壳内部空腔，并堵塞金属外壳(1)所有开口。2.根据权利要求1所述的复杂内流道型芯成型方法，其特征在于，所述金属层的厚度为1-2mm。3.根据权利要求1所述的复杂内流道型芯成型方法，其特征在于，所述金属层为铜合金。2CN110860657A说明书1/2页一种复杂内流道型芯成型方法技术领域[0001]本发明涉及内流道铸造型芯成型技术领域，特别是一种复杂内流道型芯成型方法。背景技术[0002]内流道结构是热控制、热交换的主要结构类型。随着轻量化以及热交换效率的提高，内流道结构与复杂主体承力结构需要一体化成型，此类功能一体化的内流道结构形状复杂，制造难度很大。[0003]目前，铸造是实现复杂内流道结构制造的传统方式，采用铸造方式时，需要设计非常复杂的模具型芯。而采用铸造砂制造的复杂型芯，既要满足型芯制造和铸造过程中的高强度要求，又要满足铸造之后的型芯易溃散的脱模要求，导致型芯制造难度大，铸造件的合格率低；而且，由于铸造形成的内流道表面粗糙度较大，同时复杂内流道表面难以精确抛光，引起流道的流阻大幅度增加，严重影响产品性能。发明内容[0004]本发明目的在于提供一种复杂内流道型芯成型方法，解决复杂内流道铸造型芯制造成型时，型芯成形难、型芯高强度要求与铸造之后的型芯易溃散要求的矛盾难以解决、铸造件合格率低、铸造件内流道表面精度差等问题。[0005]对此，本发明提出一种复杂内流道型芯成型方法，其步骤为：复杂内流道型芯包括：金属外壳(1)和填充金属外壳(1)内部的内流道空腔的形状保持砂(2)；第一步、内流道空腔实体化：将变截面内流道结构的内流道空腔三维数字模型中提取，生成与内流道空腔形状一致的内流道三维数字模型；第二步、制造可熔模：选择可熔光固化树脂，通过增材制造方式，按照内流道三维数字模型完成可熔模制备；第三步、制备金属外壳：在可熔模外部喷涂纳米银浆，固化后通过电铸工艺在可熔模外部生成金属层，加热熔化树脂可熔模，获得金属外壳(1)；第四步、填充形状保持砂：将金属外壳(1)一端堵塞，将形状保持砂(2)填充到金属外壳(1)内部空腔，在填充过程中振动金属外壳(1)，使形状保持砂(2)完全充满金属外壳内部空腔，并堵塞金属外壳(1)所有开口。[0006]其中，所述金属层的厚度为1-2mm。[0007]其中，所述金属层为铜合金。[0008]本发明通过用增材制造方法获得高精度、表面光滑的内流道空腔轮廓。通过电化学增材，获得复杂内流道型芯的金属外壳，并通过高溃散性形状保持砂对流道金属外壳进行填充，以提高