模芯组件及熔模铸造方法技术

本发明专利技术揭示模芯组件。该模芯组件包括：至少一个芯，其包括主体部且包括熔点高于1500摄氏度的抗高温材料，所述主体部的长径比大于50且所述主体部包括熔点高于1500摄氏度的高熔点金属；及壳模，环绕所述芯且和所述芯之间形成空腔来接收熔化的铸件金属。本发明专利技术还揭示一种熔模铸造方法。

Mold core assembly and investment casting method

The invention discloses a mold core assembly. The core component comprises at least one core, which comprises a main body part comprises a high temperature resistant material and a melting point higher than 1500 degrees Celsius, the body portion of the length to diameter ratio greater than 50 and the main body part comprises a high melting point metal melting point is higher than 1500 degrees Celsius; and the shell mold, casting metal around the cavity is formed between the the core and the core to receive the melting. The invention also discloses an investment casting method.

【技术实现步骤摘要】
模芯组件及熔模铸造方法
本专利技术有关一种模芯组件和熔模铸造方法，尤其涉及一种用来熔模铸造带深长孔的铸件具有芯的模芯组件和熔模铸造方法。
技术介绍
熔模铸造方法广泛地用来成型具有复杂几何结构的金属元件，尤其是具有内孔的元件。熔模铸造方法首先成型模芯组件，其包括壳模和固定在壳模内的芯。然后通过将熔化的钢水注入成型好的模芯组件中冷却形成固体的金属铸件。铸件形成后，将壳模和芯去除。现有的芯通过陶瓷材料形成，陶瓷可抗高温，但陶瓷较脆，容易断裂。尤其是在铸造较大的元件中较深的孔洞时，陶瓷芯也较长，陶瓷芯的强度较低，更容易断裂。因此，有必要提供一种解决方案来解决至少一个上面提及的问题。
技术实现思路
本专利技术的一个方面在于提供一种模芯组件。该模芯组件包括：至少一个芯，其包括主体部且包括熔点高于1500摄氏度的抗高温材料，所述主体部的长径比大于50且所述主体部包括熔点高于1500摄氏度的高熔点金属；及壳模，环绕所述芯且和所述芯之间形成空腔来接收熔化的铸件金属。本专利技术的另一个方面在于提供一种熔模铸造方法。该熔模铸造方法包括：形成至少一个芯，所述芯包括主体部且包括熔点高于1500摄氏度的抗高温材料，所述主体部的长径比大于50且所述主体部包括熔点高于1500摄氏度的高熔点金属；形成壳模，所述壳模环绕所述芯且和所述芯之间形成空腔；引入熔化的铸件金属至所述空腔内形成铸件；及去除所述壳模。附图说明通过结合附图对于本专利技术的实施方式进行描述，可以更好地理解本专利技术，在附图中：图1所示为本专利技术模芯组件一个实施例的截面图；图2所示为本专利技术模芯组件另一个实施例的截面图；图3所示为本专利技术模芯组件另一个实施例的截面图；图4所示为本专利技术模芯组件另一个实施例的截面图；图5所示为本专利技术模芯组件另一个实施例的截面图；图6所示为本专利技术模芯组件另一个实施例的截面图；图7所示为本专利技术模芯组件另一个实施例的截面图；图8所示为本专利技术模芯组件另一个实施例的截面图；图9所示为本专利技术模芯组件另一个实施例的横截面示意图；图10所示为本专利技术模芯组件另一个实施例的截面图；图11所示为本专利技术熔模铸造方法一个实施例的流程图。具体实施方式除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。另外，“连接”或者“相连”等类似的词语并非用来区分两个元件之间的直接或间接连接。当然，除非另行说明，此元件间可以直接或间接连接。本专利技术的模芯组件可以用于熔模铸造中。模芯组件可用来熔模铸造涡轮机的元件，例如各种形状和尺寸的叶片，可在叶片内形成较深的内孔。模芯组件也可用来铸造排气柱的冷却管，还可以用于铸造其他元件，在铸造的元件内可形成较长的孔洞。图1所示为一个实施例的模芯组件10的截面图。模芯组件10包括至少一个芯12和壳模14。仅为了图示说明的作用，图中仅示出了一个芯12。在实际应用中，模芯组件10可以具有一个或多个芯12，芯12的数目可以根据实际应用中需要形成的孔洞的数目确定。芯12包括主体部16且包括熔点高于1500摄氏度的抗高温材料。主体部16的长径比大于50。在本实施例中，主体部16为圆柱形的实心棒，主体部16的长径比为主体部16的纵向长度L和横截面的直径D。例如，主体部的纵向长度L为300mm且横截面的直径D为2mm，此仅为一个示例，并不限于此。且主体部16的长径比不限于图中所画的比例关系。主体部16包括熔点高于1500摄氏度的高熔点金属。本实施例中，主体部16还包含抗高温材料。高熔点金属和抗高温材料混合在一起。主体部16包括基底18和混杂在基底18内的添加物20。在一个实施例中，基底18包括高熔点金属，添加物20包括抗高温材料。在另一个实施例中，基底18包括抗高温材料，添加物20包括高熔点金属。在图示实施例中，添加物20为粉末状，分布在基底18中。在另一个实施例中，主体部16包括金属陶瓷，金属陶瓷包括高熔点金属和陶瓷。陶瓷为抗高温材料。在一个实施例中，抗高温材料包括石英、陶瓷、铂族金属和金属陶瓷中的至少一种。抗高温材料可以是前述金属的纯金属、合金或混合物。金属陶瓷为由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的结构材料，其具有较好的韧性和热稳定性。在一个实施例中，金属陶瓷包含WC-Co系复合材料或TiC-TiN-Mo-Ni系复合材料。在一个实施例中，高熔点金属包括钼、钨、钛、铂族金属、钽、铬和铌中的至少一种。主体部16可以包含前述高熔点金属的纯金属、合金或混合物。在一个实施例中，主体部16可以包含钼基合金，例如，钼铬合金(MoCr)、钼钴铬合金(MoCoCr)、钼钨合金(MoW)和钼锆钛合金(TZM，MoZrTi)。主体部16可以包含钨基合金(Wbasedalloy)或钛钼合金(TiMo)。抗高温材料和高熔点金属选择不同的材料来形成芯12，因此芯12至少包含两种不同的材料。抗高温材料可以防止芯12因熔化的铸件金属(例如，镍基高温合金、钴基高温合金)的高温而变形。金属材料可以增加芯12的强度和/或韧性。在本实施例中，高熔点金属的熔点高于铸件金属的熔点，高熔点金属不易在熔化的铸件金属的高温下熔化。壳模14环绕芯12且和芯12之间形成空腔22来接收熔化的铸件金属(未图示)。壳模14可以用陶瓷材料形成，且壳模14的形状和尺寸与实际需要铸造的元件的外形和尺寸一致。芯12在壳模14中的位置也根据实际需要铸造的元件的孔的位置决定。本实施例中的芯12可以在铸件形成后完全去除，可以通过腐蚀法去除。图2所示为另一个实施例的模芯组件10的截面图。图2所示的模芯组件10类似于图1所示的模芯组件10。相比较于图1所示的模芯组件10，图2所示的模芯组件10的芯12的主体部16为空心管。主体部16的长径比为空心管的长度L和外直径D的比值。空心管的外直径D的尺寸与实际需要形成的孔的直径相等。图2所示的主体部16的材料类似于图1中的主体部16的材料。本实施例中的芯12在铸件形成后完全去除。在腐蚀去除芯时，空心管暴露的面积较大，其与腐蚀液接触面积较大，因此较易去除空心管。图3所示为另一个实施例的模芯组件10的截面图。图3所示的模芯组件10类似于图1所示的模芯组件10。图3中芯12的主体部16也包括基底18和混杂在基底18内的添加物20。相比较于图1所示的实施例，图3中的添加物20为细丝，其沿芯12的纵长方向排布在基底18中。在另一个实施例中，细丝状的添加物20可以交织排布在基底18内。在再一个实施例中，添加物20可以是其他形状。在图3实施例中，芯12为细长的实心棒。在另一个实施例中，如图4所示，芯12为空心管，其形状类似于图2的芯12的形状。图4的芯12具有和图3的芯12相同的材料，在此不再重复说明。图3和图4实施例的芯13在铸件形成后完全去除。图5所示为另一个实施例的模芯组件10的截面图。图5所示的模芯组件10类似于图1所示的模芯组件10。相比较于图1所示的模芯组件10，图5所示的模芯组件10的芯12进一步包括形成在主体部16外表面的涂层24。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模芯组件，其特征在于，所述模芯组件包括：至少一个芯，其包括主体部且包括熔点高于1500摄氏度的抗高温材料，所述主体部的长径比大于50且所述主体部包括熔点高于1500摄氏度的高熔点金属；及壳模，环绕所述芯且和所述芯之间形成空腔来接收熔化的铸件金属。

【技术特征摘要】
1.一种模芯组件，其特征在于，所述模芯组件包括：至少一个芯，其包括主体部且包括熔点高于1500摄氏度的抗高温材料，所述主体部的长径比大于50且所述主体部包括熔点高于1500摄氏度的高熔点金属；及壳模，环绕所述芯且和所述芯之间形成空腔来接收熔化的铸件金属。2.如权利要求1所述的模芯组件，其特征在于：所述主体部包括基底和混杂在基底内的添加物，所述基底包括所述高熔点金属，所述添加物包括所述抗高温材料。3.如权利要求1所述的模芯组件，其特征在于：所述主体部包括基底和混杂在基底内的添加物，所述基底包括所述抗高温材料，所述添加物包括所述高熔点金属。4.如权利要求1所述的模芯组件，其特征在于：所述芯进一步包括形成在所述主体部外表面的涂层，所述涂层包括所述抗高温材料。5.如权利要求1所述的模芯组件，其特征在于：所述抗高温材料包括石英、陶瓷、铂族金属和金属陶瓷中的至少一种。6.如权利要求1所述的模芯组件，其特征在于：所述主体部为空心管，且所述芯进一步包括填充于所述空心管内的填充物，所述填充物包括所述抗高温材料。7.如权利要求6所述的模芯组件，其特征在于：所述填充物包括若干粉末。8.如权利要求6所述的模芯组件，其特征在于：所述填充物包括与所述空心管接触的实心棒。9.如权利要求1所述的模芯组件，其特征在于：所述高熔点金属包括钼、钨、钛、铂族金属、钽、铬和铌中的至少一种。10.如权利要求1所述的模芯组件，其特征在于：所述芯的所述主体部包括金属陶瓷，所述金属陶瓷包括所述高熔点金属和陶瓷。11.如权利要求1所述的模芯组件，其特征在于：所述主体部具有非圆的横...

【专利技术属性】
技术研发人员：武颖娜，徐惠宇，魏斌，吴志玮，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US