一种混流式水轮机转轮整体铸造工艺.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CN109773124A(43)申请公布日2019.05.21(21)申请号201811490597.7B22C21/02(2006.01)(22)申请日2018.12.07B22C21/10(2006.01)B22C21/12(2006.01)(71)申请人沈阳铸造研究所有限公司B22D15/00(2006.01)地址110000辽宁省沈阳市铁西区云峰南B22D31/00(2006.01)街17号B29C64/10(2017.01)(72)发明人娄延春熊云龙杜丘赵岭B33Y10/00(2015.01)王安国弭尚林尹绍奎于瑞龙王大威张跃(74)专利代理机构沈阳晨创科技专利代理有限责任公司21001代理人张晨(51)Int.Cl.B22C9/02(2006.01)B22C9/28(2006.01)B22C3/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称一种混流式水轮机转轮整体铸造工艺(57)摘要本发明涉及一种混流式水轮机转轮铸件，其技术特点为：使用3D打印方法制作转轮通流部分的整体砂芯；所述砂芯3D打印实体的叶片区预留防裂筋，砂型预留侧部吊装槽、顶部定位槽、双基定位芯头等；吊装及下芯过程，借助专有环形吊具及定位工装以保障定位精度。浸、刷涂料并烘干后与上冠上箱砂型、下环下箱砂型组合，再浇注钢液而制造出整体转轮。该整体铸造工艺与先铸后组焊的工艺相比具有周期短、精度高、质量好、成本优的特点。CN109773124ACN109773124A权利要求书1/2页1.一种混流式水轮机转轮整体铸造工艺，其特征在于：该铸造工艺包括以下步骤：步骤一，设计三维模型应用三维设计软件，设计出混流转轮流道砂芯三维模型；步骤二，3D打印转轮流道砂芯；将三维模型输入至3D打印机，打印转轮流道砂芯；步骤三，转轮流道砂芯刷涂料、烘干温度100-300℃，烘干时间不低于3小时，烘干后放置时间不大于12小时；步骤四，造型对上冠上箱砂型和下环下箱砂型造型，造型后刷涂料，点燃并用火焰烘烤；步骤五，合箱转轮流道砂芯通过侧部吊装槽(11)、底部吊装板(12)及定位工装(13)与含底座的下环下箱砂型、含冒口的上冠上箱砂型组合，放压铁实现紧固；步骤六，熔炼、浇注制造出整体转轮；步骤七，落砂、清理：铸件保温至0-600℃，开箱、落砂；步骤八，切割：切割铸件浇口和冒口以及飞边。2.根据权利要求1所述的混流式水轮机转轮整体铸造工艺，其特征在于：所述步骤二中转轮流道砂芯含有防裂筋(30)，通过整体3D打印或分块3D打印再组合。3.根据权利要求1所述的混流式水轮机转轮整体铸造工艺，其特征在于：所述步骤二中3D打印转轮流道砂芯时，预留底部吊装板(12)、定位工装(13)、底部预留大、小双基定位芯头(15)实现X、Y方向2级限位，其拔模斜度为1:4～40；转轮流道砂芯顶部预留顶部定位槽(16)，满足与上冠上箱砂型3的定位。4.根据权利要求2所述的混流式水轮机转轮整体铸造工艺，其特征在于：所述步骤二中分块3D打印时预留分块组合芯头(18)，所述分块组合芯头(18)的拔模斜度为1:4～40。5.根据权利要求1所述的混流式水轮机转轮整体铸造工艺，其特征在于：所述涂料为锆英粉或类似的耐高温涂料，需要刷2层，厚度均匀，总厚度控制在0.2～0.6mm。6.根据权利要求1所述的混流式水轮机转轮整体铸造工艺，其特征在于：所述步骤四中上冠上箱砂型和下环下箱砂型采用水玻璃砂刮板造型或实样造型，或树脂砂实样造型。7.根据权利要求1所述的混流式水轮机转轮整体铸造工艺，其特征在于：所述步骤五中侧部吊装槽(11)配合含3-4条等长、均布式吊臂的特制环形吊具吊装，便于使转轮流道砂芯平稳吊起。下芯前，将底部吊装板(12)、定位工装(13)与转轮流道砂芯装配，将装配好的转轮流道砂芯放置定位平台，退出特制环形吊具；下芯过程，通过吊起定位工装(13)顶部的吊装盘(19)下芯，先后对准大、小双基定位芯头(15)，实现与下环下箱砂型的底座组合，上冠上箱砂型通过圆周方向限位的止口(17)实现与下环下箱砂型的定位，联合双基定位芯头(15)及顶部定位槽(16)实现Z方向的定位，其拔模斜度为1:4～40。8.根据权利要求1所述的混流式水轮机转轮整体铸造工艺，其特征在于：所述定位工装(13)中轴为低合金钢管加工而成，底部含三圈以上外螺纹与底部吊装板(12)配合；中轴上、下配合两个可双向锁紧及调节距离的调紧定位盘(20)，用于锁紧转轮流道砂芯的底端和顶端；中轴顶端吊装盘(19)含3～4个均布的吊耳(24)，可保障转轮流道砂芯平稳下落。9.根据权利要求1所述的混流式水轮机转轮整体铸造工艺，其特征在于：所述转轮流道2CN109773124A权利要求书2