技术领域
[0001] 本发明涉及精密铸造技术领域，特别地，涉及一种于精铸型壳内设置干涉结构的方法及航空发动机。
相关背景技术
[0002] 在精密铸造领域，通过金属液浇注到已经制备好的封闭复杂陶瓷型壳中，形成精铸件。精铸件的结构较为复杂，常常由多个部位组成，如导向器类铸件分为内外环以及数十个叶片，机匣类铸件由大量的油槽、气路组成。因此为了制备精铸件，其陶瓷型壳内腔极为复杂。陶瓷型壳采用的是涂挂的方法制成整体型壳，除浇口杯以外，无其他开口，形成封闭的复杂内腔，形成整体型壳后，无法在通过正常的方式在型壳内部指定的位置放置其他材料的功能结构。与砂型铸造不同的是，砂型铸造的型腔是通过多个砂型组装而成，在组装过程中可以提前设计其他材料的安放位置，并在砂型组装过程中放置其他材料。
[0003] 因此，在精密铸造技术领域，其他具有特定功能的材料只能在浇口杯处或者型壳外部进行放置，虽然能达到一定效果，但效果无法达到理想状态。比如：过滤网只能安放在浇口杯处，仅能过滤金属液本身带有的夹杂物，但金属液通过直浇道、横浇道等部位后，金属液内带有模壳内部的夹杂物，无法再次通过过滤网去除，因此过滤效果达不到理想效果。例如：冷铁安放在模壳外部，冷铁只能通过冷却模壳后，通过冷却的模壳再去冷却型壳内腔的金属，因此作为冷铁的功能效果不理想。
具体实施方式
[0045] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0046] 本发明的优选实施例提供了一种于精铸型壳内设置干涉结构的方法，包括以下内容：
[0047] S1.设计干涉结构以及堵块；
[0048] S2.根据干涉结构的尺寸以及堵块的尺寸设计空腔蜡模的形状与尺寸；
[0049] S3.将空腔蜡模与浇注系统蜡模以及零件蜡模焊接形成组合蜡模；
[0050] S4.对组合蜡模进行沾浆挂砂制壳，刮除空腔蜡模的开口面的浆料；
[0051] S5.脱蜡，制成空腔型壳；
[0052] S6.将干涉结构放置于空腔型壳中，安装堵块限制干涉结构。
[0053] 其中，干涉结构是使用其他材料制成的实现特定功能的结构，例如，过滤网、冷铁、热导性好的激冷材料、导热性差的蓄热材料、可与金属液发生反应促进金属液凝固的多形核材料等，根据铸件组织的实际需求进行选择；
[0054] 可以理解的是，本方法根据需要设置干涉结构的位置匹配设计相应的干涉结构以及用于限制干涉结构的堵块，根据干涉结构的形状、尺寸以及堵块的形状、尺寸匹配设计空腔蜡模的形状尺寸，将制造的空腔蜡模与浇注系统蜡模及零件蜡模进行组合焊接后，由组合蜡模沾浆挂砂制壳，脱蜡形成空腔型壳后，即可将干涉结构放置于由空腔蜡模形成的腔室内，再使用堵块封堵保持型壳完整性形成干涉结构安装在内的完整型壳，本方法整体操作简单，无需改变原有浇注系统，保持原浇注系统对铸件的补缩能力，将具有特定功能的其他材料更直接的靠近零件布设，提高其能够实现的对应的功能效果，同时有效避免破坏型壳整体强度及完整性。
[0055] 本实施例中，步骤S2包括：
[0056] S21.测定干涉结构使用材料的膨胀系数；
[0057] S22.根据干涉结构使用材料的膨胀系数匹配蜡模收缩系数；
[0058] S23.根据干涉结构的尺寸、堵块的尺寸以及蜡模收缩系数设计空腔蜡模的形状与尺寸；
[0059] 例如，导热性差的材料膨胀系数为1，则空腔蜡模按照常规尺寸进行设计；又如，放置导热性好的材料，假设其膨胀系数为1.03，则空腔蜡模尺寸的收缩系数为1.03‑1.04，避免缩放比例过大导致干涉结构放置后产生晃动；基于上述方法，能够避免型壳因干涉结构加热膨胀过大导致模壳涨坏。
[0060] 本实施例中，于精铸型壳内设置干涉结构的方法还包括：
[0061] 空腔蜡模的滴熔点小于浇注系统蜡模的滴熔点以及零件蜡模的滴熔点，从而保证空腔蜡模的熔化早于浇注系统蜡模以及零件蜡模，提前转化为蜡液排出，保证其所在位置不会发生涨壳，避免该位置型壳涨裂。
[0062] 需要说明的是，步骤S3中，要焊接后的浇注系统蜡模和零件蜡模与空腔蜡模连接处保持光滑平整，焊接时保持空腔蜡模完整性，不可对空腔蜡模造成破坏，避免产生任何形式的缺失，以避免最终形成的空腔无法放置干涉结构，其次，允许具有局部凸起，不影响干涉结构的放置。
[0063] 本实施例中，步骤S4包括：
[0064] S41.对组合蜡模进行沾浆、挂砂；参照现有技术中蜡模制壳方式实现；
[0065] S42.每次沾浆挂砂后，刮除空腔蜡模的开口面的浆料，漏出蜡模表面；即可使得制成的型壳于对应位置形成开口，用于放置干涉结构和堵块；
[0066] S43.重复步骤S41‑S42，直至满足型壳的层数要求。
[0067] 需要说明的是，步骤S5中制备的型壳的脱蜡步骤参照现有技术的脱蜡方式实现，空腔型壳除浇口杯位置以外，用于放置干涉结构的一侧位置同样形成有开口。
[0068] 本实施例中，步骤S6包括：
[0069] S61.将干涉结构放置于空腔型壳中；即于空腔蜡模所在位置形成的腔室放置干涉结构；
[0070] S62.于空腔型壳安装堵块，使用制壳浆料粘接堵块与空腔型壳；堵块对干涉结构进行限位，同时使用制壳浆料将堵块与空腔型壳进行粘接，且保证无间隙，进而避免后续铸造中的泄露；
[0071] S63.干燥形成完整型壳。
[0072] 本实施例中，堵块的配合端面的尺寸大于干涉结构的尺寸；堵块的外径由自由端面向配合端面逐渐减小，使堵块能保证对干涉结构的限位固定，另外，堵块呈圆台形，安装时空腔型壳形成的内腔具有锥面与其进行配合，装配方便配合紧密；
[0073] 进一步的，空腔蜡模的内径由开口端向底端呈缩小趋势，即与干涉结构配合的内壁同样呈锥面，制成的空腔型壳的用于安装干涉结构的内腔同样具有锥面分别与堵块和干涉结构进行配合，其具有一定的引导作用，便于装配，配合紧密，同时避免损坏。
[0074] 进一步的，堵块安装于空腔蜡模时，堵块的自由端面位于空腔蜡模的开口端内，装配后堵块的自由端面的高度低于空腔型壳的内腔开口端高度，
[0075] 本实施例中，堵块为陶瓷堵块。
[0076] 另一方面，本实施例还提供一种航空发动机，应用有上述于精铸型壳内设置干涉结构的方法。
[0077] 实施例一
[0078] 参照图1至图8，本实施例中，干涉结构以过滤网2为例；本实施例的于精铸型壳内设置干涉结构的方法包括以下内容：
[0079] S1.设计过滤网2以及堵块1；参考图1，堵块1的配合端面的尺寸大于过滤网2的尺寸；堵块1的外径由自由端面向配合端面逐渐减小；
[0080] S21.测定过滤网2使用材料的膨胀系数；
[0081] S22.根据过滤网2使用材料的膨胀系数匹配蜡模收缩系数；
[0082] S23.根据过滤网2的尺寸、堵块1的尺寸以及蜡模收缩系数设计空腔蜡模4的形状与尺寸；参考图2，空腔蜡模4的内径由开口端向底端呈缩小趋势；
[0083] S3.将空腔蜡模4与浇注系统蜡模7以及零件蜡模6焊接形成组合蜡模；可参考图3；
[0084] S41.对组合蜡模进行沾浆、挂砂；参照现有技术中蜡模制壳方式实现；
[0085] S42.每次沾浆挂砂后，刮除空腔蜡模4的开口面的浆料7，漏出蜡模表面；即可使得制成的型壳于对应位置形成开口，用于放置过滤网2和堵块1；
[0086] S43.重复步骤S41‑S42，直至满足型壳的层数要求；
[0087] S5.脱蜡，制成空腔型壳3；参考图4；
[0088] S61.将过滤网2放置于空腔型壳3中；参考图5，即于空腔蜡模4所在位置形成的腔室放置过滤网2；
[0089] S62.于空腔型壳3安装堵块1，使用制壳浆料7粘接堵块1与空腔型壳3；参考图6，堵块1对过滤网2进行限位，参考图7，同时使用制壳浆料7将堵块1与空腔型壳3进行粘接，且保证无间隙，进而避免后续铸造中的泄露，保证型壳完整性；
[0090] S63.干燥形成过滤网2放置于空腔型壳3内的完整型壳，具体参考图8。
[0091] 基于本方法制成的型壳能够于型壳内放置过滤网2而不影响型壳状态，保证型壳结构完整性，过滤网2设置于型壳内能够过滤金属液通过直浇道、横浇道后附带的模壳内部的夹杂物，有效提高过滤效果。
[0092] 实施例二
[0093] 本实施例中，干涉结构为冷铁，基于本方法制成的型壳能够于型壳内放置冷铁而不影响型壳状态，保证型壳结构完整性，提高对型壳内部的冷却效果，有效发挥冷铁作用。
[0094] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
