一种失蜡铸造制壳工艺用沾浆装置及方法与流程

本发明属于铸造加工，具体是指一种失蜡铸造制壳工艺用沾浆装置及方法。

背景技术：

1、熔模铸造又称失蜡铸造，是生产高精度、高复杂度金属铸件的重要成型工艺。在其制壳工序中，沾浆环节是将蜡模组树浸入盛装有耐火浆料的浆料桶中，耐火浆料主要由锆英粉、硅溶胶等配制而成，使浆料均匀附着于蜡模表面，随后进行淋砂和干燥，经多次重复此循环操作后，最终形成具有一定厚度和强度的多层型壳。沾浆的均匀性，尤其是浆料与蜡模表面的浸润性和覆盖完整性，直接决定型壳的层间结合强度、表面光洁度以及最终铸件的尺寸精度和成品率。若沾浆不均，极易导致型壳在后续脱蜡或浇注过程中出现开裂、鼓包或跑火等严重缺陷。

2、现有沾浆装置主要采用浆料桶内置搅拌机构或扰流件的方式使浆料产生涡旋流动，部分方案还通过驱动模组在浆料中公转加自转来改善沾浆效果，然而由于浆料桶内浆料的流动模式单一，多呈整体涡旋或环向流动，浆料与工件表面的接触角度和速度较为固定，难以对具有深孔、窄槽、拐角等复杂结构的工件形成多角度、多速度的冲刷覆盖，另外工件在沾浆过程中，浆料易在工件的凹陷或死角处裹挟气泡，形成局部沾浆盲区或气孔缺陷，如何消除复杂结构工件的沾浆盲区，是本领域亟待解决的技术问题。

3、此外，现有沾浆装置虽具备转速调节、升降调节和负压调节等基本可调功能，但其各执行单元多为独立开环控制，缺乏基于沾浆进程的协同联动策略，导致工艺窗口窄、对浆料特性波动的适应性差，难以满足智能铸造对沾浆质量一致性和工艺自适应性提出的更高要求。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于，提供一种失蜡铸造制壳工艺用沾浆装置及方法，以至少部分解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明采取的技术方案如下：提出了一种失蜡铸造制壳工艺用沾浆装置，包括：

3、外筒体，固定于支座的顶部；

4、浆料筒，同轴的安装在所述外筒体的内部，且受驱动绕轴线转动；

5、扰流板，安装在浆料筒的内侧用于扰动所述浆料筒内浆料流动，并受升降架驱动调节高度；

6、其中，所述浆料筒的内部还安装有扰流器，所述扰流器包括部分浸没在浆料液面以下的扰流筒笼，所述扰流筒笼的内侧具有容纳待沾浆工件的沾浆区，所述扰流筒笼配置为改变所述浆料筒内浆料在所述沾浆区内的流动方向和流动速度，使所述沾浆区内的浆料形成多束方向和速度的不同流体与工件接触。

7、进一步的，所述扰流筒笼包括空心导流环、空心导流杆和导流弧板，所述空心导流环沿竖直方向设置多个，多个所述空心导流环之间通过多个呈中心对称的所述空心导流杆连接，且所述空心导流环与空心导流杆连通，所述空心导流环与空心导流杆形成网笼体结构，所述导流弧板固定于所述空心导流环与空心导流杆之间的形成的窗型结构内。

8、进一步的，所述空心导流环的表壁对应所述沾浆区的外周一侧设有第一孔，所述空心导流杆的表壁对应所述沾浆区的内周一侧设有第二孔，浆料由所述第一孔吸入，且部分的从所述第二孔导出，所述导流弧板上设有导向孔，浆料从所述第二孔的导出速度大于通过所述导向孔的速度。

9、进一步的，所述第一孔均匀的布设在所述空心导流环上，所述空心导流杆的内部对应所述第二孔处设有导流片，导流片构造为将所述空心导流杆内部流动的浆料部分的通过空心导流杆向所述沾浆区内流动，且多个所述第二孔导出的浆料流动方向和角度各异。

10、进一步的，所述导流弧板设置为矩形弧板，所述导向孔呈矩阵状分布在所述导流弧板上，多个所述导向孔对浆料导向的流动方向和角度各异。

11、进一步的，所述扰流器还包括导流管，所述导流管的一端与扰流筒笼连通，另一端与负压装置连通，用于向所述扰流筒笼提供负压，使第二孔导出的速度大于导向孔的导出速度，位于底部的所述空心导流环的中间位置固定安装有汇流管，所述汇流管与所述空心导流环连通，所述导流管与所述汇流管连通。

12、进一步的，所述导流管包括顺次连接的汇流段、吸浆段和排浆段，所述汇流段与汇流管连通，所述吸浆段位于所述浆料筒的底部，所述排浆段竖直向上延伸，所述吸浆段上设有多个抽吸孔，所述排浆段上设有多个出浆孔，且部分的所述出浆孔位于浆液液面以上，多个所述出浆孔对浆液的导流方向各异。

13、进一步的，所述外筒体的顶部固定安装有安装座，所述安装座上固定安装有负压泵，所述负压泵配置为向所述导流管的尾端提供负压，所述负压泵的负压端与所述排浆段的端部连接。

14、本发明第二方面提供一种失蜡铸造制壳工艺用沾浆方法，应用上述的失蜡铸造制壳工艺用沾浆装置，包括以下步骤：

15、步骤1：调节升降架带动扰流板下降，使扰流板浸入浆料筒内的浆料液面以下，驱动所述浆料筒绕自身轴线旋转，同时通过所述扰流板对旋转中的浆料产生剪切和阻挡作用，使浆料筒内的浆料产生基础环向扰流；

16、步骤2：启动负压泵，使扰流筒笼内部产生负压，将浆料筒内的浆料通过所述扰流筒笼的外壁吸入其内部，吸入的浆料分别经由空心导流杆的第二孔和导流弧板的导向孔向沾浆区内排出，形成多束流动方向各异、流动速度呈差异化分布的高能流体束；

17、步骤3：将待沾浆工件吊装或夹持于所述扰流筒笼内侧的沾浆区内，在沾浆过程中，持续调节所述负压泵的负压大小，使所述沾浆区内的流体束的流动方向和流速呈周期性或间歇性变化，以不同速度、不同角度的浆料流持续冲刷工件表面的各个方位，消除因工件复杂结构产生的接触盲区，直至工件表面附着均匀的浆料层；

18、在所述步骤3中，控制所述负压泵的抽吸功率，使由所述空心导流杆的第二孔导出的浆料流速大于由所述导流弧板的导向孔导出的浆料流速，并且利用所述空心导流杆内部设置的导流片，使多个所述第二孔导出的浆料分别沿径向向内、斜向上和斜向下的不同方向喷射至工件表面，同时使部分的所述出浆孔位于浆液液面以上，通过所述出浆孔向液面上方喷出浆料。

19、进一步的，在所述步骤3中，控制所述负压泵以脉冲模式工作，在沾浆过程中周期性释放负压，使所述扰流筒笼内部的浆料产生瞬时回流扰动，以剥离附着在工件凹陷或死角处的滞留气泡，并使工件在所述沾浆区内正反转交替切换，促使所述沾浆区内的多束流体在工件表面形成交叉换向的冲刷路径，从而全面覆盖工件的所有外露面，确保无沾浆盲区残留。

20、有益效果：

21、本发明通过设置扰流筒笼，并在负压驱动下利用其内侧不同空间取向的第二孔与导向孔，使沾浆区内形成多束方向各异、速度差异化分布的高能流体束，实现对工件深孔、窄槽等复杂特征的多角度动态冲刷，有效消除接触盲区；同时，通过空心导流杆内导流片的差异化布置，使射流沿径向、斜向上和斜向下立体交叉喷射，全面覆盖工件各方位，配合脉冲式负压控制产生的瞬时回流扰动，可有效剥离工件凹陷处的滞留气泡，确保沾浆层均匀致密、无盲区无气孔，提升型壳质量。

1.一种失蜡铸造制壳工艺用沾浆装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的失蜡铸造制壳工艺用沾浆装置，其特征在于：所述扰流筒笼（41）包括空心导流环（411）、空心导流杆（412）和导流弧板（413），所述空心导流环（411）沿竖直方向设置多个，多个所述空心导流环（411）之间通过多个呈中心对称的所述空心导流杆（412）连接，且所述空心导流环（411）与空心导流杆（412）连通，所述空心导流环（411）与空心导流杆（412）形成网笼体结构，所述导流弧板（413）固定于所述空心导流环（411）与空心导流杆（412）之间的形成的窗型结构内。

3.根据权利要求2所述的失蜡铸造制壳工艺用沾浆装置，其特征在于：所述空心导流环（411）的表壁对应所述沾浆区（400）的外周一侧设有第一孔，所述空心导流杆（412）的表壁对应所述沾浆区（400）的内周一侧设有第二孔，浆料由所述第一孔吸入，且部分的从所述第二孔导出，所述导流弧板（413）上设有导向孔（401），浆料从所述第二孔的导出速度大于通过所述导向孔（401）的速度。

4.根据权利要求3所述的失蜡铸造制壳工艺用沾浆装置，其特征在于：所述第一孔均匀的布设在所述空心导流环（411）上，所述空心导流杆（412）的内部对应所述第二孔处设有导流片，导流片构造为将所述空心导流杆（412）内部流动的浆料部分的通过空心导流杆（412）向所述沾浆区（400）内流动，且多个所述第二孔导出的浆料流动方向和角度各异。

5.根据权利要求3所述的失蜡铸造制壳工艺用沾浆装置，其特征在于：所述导流弧板（413）设置为矩形弧板，所述导向孔（401）呈矩阵状分布在所述导流弧板（413）上，多个所述导向孔（401）对浆料导向的流动方向和角度各异。

6.根据权利要求2所述的失蜡铸造制壳工艺用沾浆装置，其特征在于：所述扰流器（40）还包括导流管（42），所述导流管（42）的一端与扰流筒笼（41）连通，另一端与负压装置连通，用于向所述扰流筒笼（41）提供负压，使第二孔导出的速度大于导向孔（401）的导出速度，位于底部的所述空心导流环（411）的中间位置固定安装有汇流管（414），所述汇流管（414）与所述空心导流环（411）连通，所述导流管（42）与所述汇流管（414）连通。

7.根据权利要求6所述的失蜡铸造制壳工艺用沾浆装置，其特征在于：所述导流管（42）包括顺次连接的汇流段（421）、吸浆段（422）和排浆段（423），所述汇流段（421）与汇流管（414）连通，所述吸浆段（422）位于所述浆料筒（20）的底部，所述排浆段（423）竖直向上延伸，所述吸浆段（422）上设有多个抽吸孔（402），所述排浆段（423）上设有多个出浆孔（403），且部分的所述出浆孔（403）位于浆液液面以上，多个所述出浆孔（403）对浆液的导流方向各异。

8.根据权利要求7所述的失蜡铸造制壳工艺用沾浆装置，其特征在于：所述外筒体（10）的顶部固定安装有安装座（12），所述安装座（12）上固定安装有负压泵（50），所述负压泵（50）配置为向所述导流管（42）的尾端提供负压，所述负压泵（50）的负压端与所述排浆段（423）的端部连接。

9.一种失蜡铸造制壳工艺用沾浆方法，其特征在于：应用权利要求1~8中的任意一项所述的失蜡铸造制壳工艺用沾浆装置，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的失蜡铸造制壳工艺用沾浆方法，其特征在于：