本發(fā)明涉及精密鑄造工藝，特別涉及一種陶殼脫蠟的方法及裝置。

背景技術(shù)：

精密鑄造是相對于傳統(tǒng)鑄造工藝而言的一種鑄造方法，它能夠獲得相對準(zhǔn)確的形狀和較高的鑄造精度。精密鑄造的工藝過程為：首先，制作蠟?zāi)＃撓災(zāi)Ｅc所需鑄造的產(chǎn)品大小形狀相一致，然后，在所制作的蠟?zāi)１砻嫘纬商諝ぃS后，對所述陶殼進(jìn)行脫蠟處理(將其內(nèi)部的蠟?zāi)Ｈ刍笕コ?，最后，向脫蠟處理后的陶殼內(nèi)澆注金屬材料，待金屬材料冷卻凝固后，破碎去除所述陶殼，得到的鑄件即為所需的產(chǎn)品。

現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用高壓高溫蒸汽脫蠟的方式對陶殼進(jìn)行脫蠟處理，圖1所示即為相應(yīng)的陶殼脫蠟裝置，該陶殼脫蠟裝置包括密封腔體1，密封腔體1上設(shè)置有壓力安全閥2、蒸汽入口3、蒸汽出口4和排蠟口5。該陶殼脫蠟裝置應(yīng)用時，先將帶有蠟?zāi)５奶諝し湃朊芊馇惑w1中(沿圖中虛線箭頭方向)，然后通過蒸汽入口3注入高壓高溫水蒸汽，使密封腔體1內(nèi)形成高壓高溫蒸汽環(huán)境，壓力安全閥2用于保證密封腔體1內(nèi)的壓力不超過預(yù)定值。水蒸汽冷凝過程中會釋放大量的熱能，該熱量能夠使陶殼中的蠟?zāi)Ｈ刍瑥亩鴮崿F(xiàn)脫蠟處理。蠟?zāi)Ｈ刍蟮玫降南灴梢詮呐畔灴?回收利用。

上述高壓高溫蒸汽脫蠟的方式要求在短時間內(nèi)提供大量的蒸汽，以保證有足夠的熱量使蠟?zāi)Ｑ杆偻耆刍ǔＲ笤?s時間內(nèi)密封腔體1內(nèi)的蒸汽壓力達(dá)到5kg/cm²(密封腔體內(nèi)空氣溫度會達(dá)到155℃)，整個脫蠟時間為8-12min。時間延長或是蒸汽量不足，都會使蠟?zāi)２荒芡耆刍０l(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，越靠近蠟?zāi)１砻娴南炄刍皆纾刍南灂艿轿慈? 化的蠟的阻礙而無法及時從陶殼中流出，并且由于蠟熔化后體積膨脹，從而會導(dǎo)致陶殼脹裂現(xiàn)象的產(chǎn)生，影響鑄件的質(zhì)量。

為了避免陶殼脹裂現(xiàn)象的產(chǎn)生，現(xiàn)有技術(shù)中的解決辦法就是向密封腔體內(nèi)注入高壓高溫的蒸汽，并且越高壓高溫越好。然而，這就不可避免的導(dǎo)致陶殼脫蠟設(shè)備能耗較高，增加了產(chǎn)品成本。

公開號為CN102554126A，名稱為“陶殼脫蠟的方法及裝置”的中國發(fā)明專利申請，其將一恒負(fù)壓桶與密封腔體相連，并且在向密封腔體內(nèi)注入高壓高溫蒸汽前先對密封腔體抽真空，其能夠減少蒸汽能源的浪費，但是仍然有一定的概率存在陶殼脹裂的現(xiàn)象，并且由于其需要使用高壓高溫蒸汽，能耗依然較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠完全避免陶殼脹裂現(xiàn)象的產(chǎn)生，并且能耗降低的陶殼脫蠟的方法及裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：

一方面，提供一種陶殼脫蠟的方法，包括：

步驟1：將帶有蠟?zāi)５奶諝し湃朊芊馇惑w中；

步驟2：對所述密封腔體進(jìn)行抽真空，使真空度在1s內(nèi)降至100mmHg以下；

步驟3：向所述抽真空后的密封腔體內(nèi)注入低壓低溫蒸汽，所述低壓低溫蒸汽的壓力介于1-2kg/cm²，溫度介于100-120℃，使所述密封腔體內(nèi)的氣壓在規(guī)定時間內(nèi)到達(dá)預(yù)定值，進(jìn)而最終實現(xiàn)陶殼的脫蠟。

進(jìn)一步的，所述步驟2具體為：將一恒負(fù)壓桶與所述密封腔體相連，以實現(xiàn)抽真空，使真空度降至80-100mmHg。

另一方面，提供一種應(yīng)用上述的陶殼脫蠟的方法的陶殼脫蠟的裝置，包括密封腔體，所述密封腔體上設(shè)置有壓力安全閥、蒸汽入口、蒸汽出口和排蠟口，所述密封腔體上連接有能夠使所述密封腔體的真空度在1s內(nèi)降至100mmHg以下的抽真空裝置，所述抽真空裝置包括與所述密封腔體 相連的恒負(fù)壓桶和與所述恒負(fù)壓桶相連的真空泵，所述蒸汽入口用于注入低壓低溫蒸汽，所述低壓低溫蒸汽的壓力介于1-2kg/cm²，溫度介于100-120℃。

進(jìn)一步的，所述排蠟口的下方設(shè)置有離心桶，所述離心桶內(nèi)依次設(shè)置有50-100目的第一過濾網(wǎng)和500目以上的第二過濾網(wǎng)。

進(jìn)一步的，所述離心桶的下部外側(cè)設(shè)置有用于保溫的外套層，所述外套層設(shè)置有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口與所述蒸汽出口相連。

進(jìn)一步的，所述出氣口連接有濾網(wǎng)反沖洗桶，所述濾網(wǎng)反沖洗桶包括桶體和位于桶體內(nèi)部上方的環(huán)形氣管，所述環(huán)形氣管的入口與所述外套層的出氣口相連，所述環(huán)形氣管上均勻設(shè)置有若干方向向下的噴氣口。

進(jìn)一步的，所述濾網(wǎng)反沖洗桶的下部設(shè)置有排渣口，所述濾網(wǎng)反沖洗桶的內(nèi)側(cè)下部邊緣為斜坡形。

進(jìn)一步的，所述恒負(fù)壓桶上設(shè)置有壓力傳感器，該壓力傳感器與真空泵的控制開關(guān)相連。

進(jìn)一步的，所述恒負(fù)壓桶的上部設(shè)置有壓力安全閥，下部設(shè)置有排水口。

進(jìn)一步的，所述恒負(fù)壓桶和真空泵之間連接有冷卻器，所述冷卻器包括水冷式冷卻器和/或氣冷式冷卻器。

本發(fā)明具有以下有益效果：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以使用壓力為2kg/cm²以下且溫度在120℃以下的低壓低溫蒸汽，從而大大降低了能耗，并且本發(fā)明還能夠完全避免陶殼脹裂現(xiàn)象的產(chǎn)生，降低了產(chǎn)品成本。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中陶殼脫蠟裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的陶殼脫蠟的方法的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明的陶殼脫蠟的裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中的抽真空裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明提供一種陶殼脫蠟的方法，如圖2所示，包括：

步驟S1：將帶有蠟?zāi)５奶諝し湃朊芊馇惑w中；

步驟S2：對所述密封腔體進(jìn)行抽真空，使真空度在1s內(nèi)降至100mmHg以下；

步驟S3：向所述抽真空后的密封腔體內(nèi)注入低壓低溫蒸汽，所述低壓低溫蒸汽的壓力介于1-2kg/cm²，溫度介于100-120℃，使所述密封腔體內(nèi)的氣壓在規(guī)定時間內(nèi)到達(dá)預(yù)定值，進(jìn)而最終實現(xiàn)陶殼的脫蠟。

在公開號為CN102554126A，名稱為“陶殼脫蠟的方法及裝置”的中國發(fā)明專利申請中，雖然其將一恒負(fù)壓桶與密封腔體相連，并且在向密封腔體內(nèi)注入高壓高溫蒸汽前先對密封腔體抽真空，但是其恒負(fù)壓桶的體積一般與密封腔體的體積相當(dāng)，即使其將恒負(fù)壓桶的壓力設(shè)置的較低，但是其僅能將密封腔體的真空度降至400mmHg左右(例如恒負(fù)壓桶的壓力為76mmHg，則抽真空后的密封腔體的真空度為(76+760)/2＝418mmHg)，此時，陶殼內(nèi)仍然有較多的空氣，其必須使用高壓高溫蒸汽來進(jìn)行脫蠟，例如其說明書0048段提到了：注入壓力為7kg/cm²溫度為174℃的蒸汽后，密封腔體內(nèi)空氣溫度2.5s能夠達(dá)到145℃。由于其能夠在短時間內(nèi)快速升溫，所以在一定程度上降低了陶殼脹裂現(xiàn)象產(chǎn)生的幾率。

然而，發(fā)明人經(jīng)過潛心研究發(fā)現(xiàn)，陶殼脹裂現(xiàn)象是在注入蒸汽后1-3s內(nèi)就決定了，在越短的時間內(nèi)提供越充足的蒸汽熱量，就能使得靠近蠟?zāi)１砻娴南灴焖偃刍土鞒霾Ⅱv出空間，而此時蠟?zāi)?nèi)部的蠟還來不及熔化和膨脹，從而最大化的降低陶殼脹裂現(xiàn)象產(chǎn)生的幾率。

需要補充說明的是，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，在工業(yè)生產(chǎn)中，陶殼脫蠟設(shè)備是一爐一爐持續(xù)進(jìn)行脫蠟的，當(dāng)上一爐脫蠟結(jié)束時，打開爐門放入第二爐待脫蠟的陶殼時，爐內(nèi)殘留溫度在70-80℃，而蠟的熔化溫度低于80℃，故 如果不能及時抽真空、不能及時注入蒸汽進(jìn)行脫蠟時，蠟?zāi)＞蜁_始熔化導(dǎo)致陶殼脹裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。

上述中國發(fā)明專利申請雖然對密封腔體進(jìn)行了抽真空，并且能夠使密封腔體內(nèi)空氣溫度2.5s達(dá)到145℃，但是其抽真空及注入蒸汽的整體時間還是偏長(遠(yuǎn)大于3s)，所以仍然存在一定幾率的陶殼脹裂的現(xiàn)象；并且由于其需要使用高壓高溫蒸汽來提供充足的蒸汽熱量(為減少陶殼脹裂的幾率，不能更換為低壓低溫蒸汽)，所以能耗較高。

發(fā)明人經(jīng)過潛心研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，陶殼的各層內(nèi)部有較多的空孔，空孔中殘留的空氣會對蒸汽穿過陶殼產(chǎn)生阻壓，唯有如本發(fā)明所述，將密封腔體的真空度在1s內(nèi)降至100mmHg以下(可以利用本領(lǐng)域公知的各種方法來實現(xiàn)，例如可以通過使用體積較大的恒負(fù)壓桶對密封腔體降壓；或是利用多臺真空泵同時工作來實現(xiàn)等)后，再注入低壓低溫蒸汽，才能有效克服該阻壓的影響，使蒸汽迅速穿過陶殼與蠟?zāi)＝佑|(本發(fā)明中由于密封腔體內(nèi)的真空度較高，故低壓低溫蒸汽能夠在1s內(nèi)穿過陶殼并且使得蠟?zāi)１砻娴臏囟冗_(dá)到100℃以上，本發(fā)明中抽真空及注入蒸汽的整體時間能夠控制在2s以內(nèi)，即使在陶殼脫蠟設(shè)備一爐一爐持續(xù)工作時也能夠維持該水平)，此時，靠近蠟?zāi)１砻娴南灴焖偃刍土鞒霾Ⅱv出空間，而此時蠟?zāi)?nèi)部的蠟還來不及熔化和膨脹，從而完全避免了陶殼脹裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。

綜上，本發(fā)明的有益效果在于：

與現(xiàn)有技術(shù)中必須使用高壓高溫蒸汽(壓力為6kg/cm²以上且溫度在160℃以上)不同，本發(fā)明可以使用壓力為2kg/cm²以下且溫度在120℃以下的低壓低溫蒸汽，從而大大降低了能耗。現(xiàn)有技術(shù)中陶殼脫蠟設(shè)備的能耗大都在80kW·h以上，而本發(fā)明的陶殼脫蠟設(shè)備的能耗可以控制在30kW·h以下。并且，通過本發(fā)明的方法還能夠完全避免陶殼脹裂現(xiàn)象的產(chǎn)生，降低了產(chǎn)品成本。

本發(fā)明中，由于注入的是低壓低溫蒸汽，所以密封腔體內(nèi)的壓力也較低，后續(xù)能夠更快速的完成放氣并取出脫蠟后的陶殼，節(jié)省了工序時間， 放氣時也能極大的降低陶殼面層剝落的風(fēng)險，進(jìn)一步降低了產(chǎn)品的成本。

優(yōu)選的，所述步驟2具體為：將一恒負(fù)壓桶與密封腔體相連，以實現(xiàn)抽真空，使真空度降至80-100mmHg，進(jìn)一步優(yōu)選80-90mmHg。

并且，本發(fā)明的方法優(yōu)選在步驟S3之后還包括：

步驟S4：在蠟?zāi)Ｍ耆刍螅瑢λ雒芊馇惑w進(jìn)行放氣，控制放氣速度使所述密封腔體內(nèi)的氣壓下降速度每分鐘不超過0.3kg/cm²；

步驟S5：放氣完畢后，從所述密封腔體中取出脫蠟后的陶殼。

現(xiàn)有技術(shù)中，在蠟?zāi)Ｈ刍螅际窍却蜷_蒸汽出口進(jìn)行快速放氣后，再取出陶殼。然而，本發(fā)明人經(jīng)過潛心研究發(fā)現(xiàn)，快速放氣會使得陶殼的面層有剝落的風(fēng)險，為此，需要緩慢放氣，越慢越好，然而一般只要控制放氣速度使所述密封腔體內(nèi)的氣壓下降速度每分鐘不超過0.3kg/cm²，即可避免陶殼面層剝落的問題。針對該放氣速度的要求，可以通過合理設(shè)計蒸汽出口的尺寸來實現(xiàn)，并且還可以在密封腔體上設(shè)置多個蒸汽出口，各個蒸汽出口采用不用的管徑尺寸，如1.5寸、1寸和0.5寸等，以利于操作人員根據(jù)需要選擇不同的放氣速度。

與上述陶殼脫蠟的方法相對應(yīng)，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用上述方法的陶殼脫蠟的裝置，如圖3-4所示，包括密封腔體31，密封腔體31上設(shè)置有壓力安全閥32、蒸汽入口33、蒸汽出口34和排蠟口35，密封腔體31上連接有能夠使密封腔體的真空度在1s內(nèi)降至100mmHg以下的抽真空裝置36，抽真空裝置36包括與密封腔體相連的恒負(fù)壓桶361和與恒負(fù)壓桶361相連的真空泵362，蒸汽入口33用于注入低壓低溫蒸汽，該低壓低溫蒸汽的壓力介于1-2kg/cm²，溫度介于100-120℃。

本發(fā)明的陶殼脫蠟裝置應(yīng)用時，先將帶有蠟?zāi)５奶諝し湃朊芊馇惑w31中，再利用抽真空裝置36對密封腔體31進(jìn)行抽真空，然后向抽真空后的密封腔體31內(nèi)注入低壓低溫蒸汽，使密封腔體31內(nèi)的氣壓在規(guī)定時間內(nèi)到達(dá)預(yù)定值，進(jìn)而最終實現(xiàn)陶殼的脫蠟。

本發(fā)明的陶殼脫蠟裝置使用了低壓低溫蒸汽，大大降低了能耗，并且能夠完全避免陶殼脹裂現(xiàn)象的產(chǎn)生，降低了產(chǎn)品成本。本發(fā)明中，由于注 入的是低壓低溫蒸汽，所以密封腔體內(nèi)的壓力也較低，放氣時能極大的降低陶殼面層剝落的風(fēng)險。

另外，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中蠟在循環(huán)使用時會帶有少許的目數(shù)非常低(低至500目)的殼模渣，經(jīng)過現(xiàn)有的過濾工藝極難去除，后續(xù)會使得脫蠟后的陶殼內(nèi)以較低的概率產(chǎn)生陶渣，進(jìn)而影響了鑄件的質(zhì)量。為此，排蠟口35的下方優(yōu)選設(shè)置有離心桶37，離心桶37內(nèi)依次設(shè)置有50-100目的第一過濾網(wǎng)371和500目以上的第二過濾網(wǎng)372。通過該雙層過濾網(wǎng)的使用以及在離心桶的離心力的作用下，本發(fā)明能夠較好的去除了蠟中帶有的目數(shù)極低的殼模渣，工序簡單，節(jié)省時間，提高了鑄件的質(zhì)量。

進(jìn)一步的，離心桶37的下部外側(cè)可以設(shè)置有用于保溫的外套層38，外套層38設(shè)置有進(jìn)氣口381和出氣口382，進(jìn)氣口381與蒸汽出口34相連。這樣，能夠充分利用蒸汽出口34處廢棄蒸汽的余熱對離心桶37進(jìn)行保溫，使蠟保持熔化狀態(tài)，還能避免第二天工作時固化后的蠟堵塞過濾網(wǎng)。

再進(jìn)一步的，出氣口382還可以連接有濾網(wǎng)反沖洗桶39，濾網(wǎng)反沖洗桶39可以包括桶體391和位于桶體391內(nèi)部上方的環(huán)形氣管392，環(huán)形氣管392的入口與外套層38的出氣口382相連，環(huán)形氣管392上均勻設(shè)置有若干方向向下的噴氣口(未示出)。過濾網(wǎng)使用一段時間被殼模渣堵塞后，可以倒置在該濾網(wǎng)反沖洗桶39內(nèi)，繼續(xù)利用廢棄蒸汽的余熱進(jìn)行反沖洗，從而使得過濾網(wǎng)可以重復(fù)使用。

而且，濾網(wǎng)反沖洗桶39的下部還可以設(shè)置有排渣口393，為了方便殼模渣流出，濾網(wǎng)反沖洗桶39的內(nèi)側(cè)下部邊緣優(yōu)選為斜坡形。

如圖4所示，為了方便地實現(xiàn)恒負(fù)壓桶361自動維持一定的負(fù)壓值，優(yōu)選在恒負(fù)壓桶361上設(shè)置壓力傳感器(圖中未示出)，該壓力傳感器與真空泵362的控制開關(guān)相連，當(dāng)恒負(fù)壓桶361內(nèi)的氣壓低于所需的負(fù)壓值時，壓力傳感器可以向真空泵362的控制開關(guān)發(fā)出信號，啟動真空泵362，使恒負(fù)壓桶361內(nèi)的氣壓恢復(fù)為所需的負(fù)壓值。

經(jīng)過一段時間的使用后，恒負(fù)壓桶361內(nèi)會產(chǎn)生積水，為將該積水排出，恒負(fù)壓桶361的下部還可以設(shè)置有排水口364。同時，為了防止恒負(fù) 壓桶361與密封腔體31之間的電磁閥壞掉，導(dǎo)致恒負(fù)壓桶361內(nèi)變?yōu)楦邏海M(jìn)而損壞真空泵362，優(yōu)選在恒負(fù)壓桶361上部設(shè)置一較小壓力即可觸發(fā)工作的壓力安全閥3611。另外，恒負(fù)壓桶361與密封腔體31之間優(yōu)選設(shè)置兩個電磁閥，其中一個用作正常工作時的開關(guān)控制，另一個用作備用，以提高安全性。

在陶殼脫蠟裝置的使用過程中，密封腔體31內(nèi)部的空氣為高溫空氣，該高溫空氣易造成抽真空裝置36故障，影響抽真空裝置36的壽命，為避免該問題，優(yōu)選地，如圖4所示，在恒負(fù)壓桶361和真空泵362之間連接有冷卻器363。冷卻器363可以包括水冷式冷卻器和/或氣冷式冷卻器。在該圖4中，既連接了水冷式冷卻器3631，又連接了氣冷式冷卻器3632。水冷式冷卻器3631可以與抽水泵、冷卻水塔相連(圖中未示出)，氣冷式冷卻器3632可以包括彎管和風(fēng)扇，水冷式冷卻器和氣冷式冷卻器的具體結(jié)構(gòu)可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任意結(jié)構(gòu)，此處不再贅述。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。