用于形成可用于燃气涡轮发动机中的部件的混合压铸系统技术方案

公开了一种混合压铸系统(10)，其具有内衬里插入件(12)，其允许通过改变内衬里插入件(12)来轻松地改变由系统(10)生产的部件(18)的构造，而不必修理模具壳体(16)。因为只需要移除和更换内衬里插入件(12)来改变由系统(10)生产的部件(18)的外表面(18)的构造，所以与必须修理模具的常规系统相比成本节约显著。系统(10)还可以包括冷却系统(20)，用于通过控制铸件的冷却速率和凝固速率来控制铸造工艺。局部加热和冷却可以用于控制微观结构、增强模具填充度并降低比如缩松等铸造缺陷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体涉及压铸系统，并且更具体地涉及可用于涡轮发动机中的涡轮翼型件的制造方法。
技术介绍
压铸传统上局限于非铁类合金的铸造，因为对比如镍基超级合金等高温材料使用压铸工艺具有挑战性。在压铸工艺中，可以在高压下将熔融金属压入模具中。该工艺通常用于大批量生产，因为存在与制造模具相关联的高初始资本投资成本。大多数压铸件都是由比如锌、铝和镁等非铁类合金制成的。压铸能够生产尺寸一致的零部件。使用失蜡工艺的熔模铸造通常被采用来制造由比如镍基超级合金等高温材料制成的涡轮部件。熔模铸造常常用于形成比如叶片(blade)、导叶(vane)和环形段等部件。熔模铸造是多功能的工艺，其允许铸造对于传统压铸来说不可能实现的复杂形状。对于熔模铸造工艺而言，可以通过使用型芯来将内部腔体并入涡轮部件中。
技术实现思路
公开了一种混合压铸系统，其具有内衬里插入件，其允许通过改变内衬里插入件来轻松地改变由系统生产的部件的构造，而不必修理模具壳体。因为只需要移除和更换内衬里插入件来改变由系统生产的部件的外表面的构造，所以与必须修理模具的常规系统相比成本节约显著。系统还可以包括模具冷却系统，用于通过控制铸件的冷却速率和凝固速率来控制铸造工艺。局部加热和冷却可以用于控制微观结构、增强模具填充度并降低比如缩松等铸造缺陷。在至少一个实施例中，混合压铸系统可以包括模具壳体，其具有一个或多个内腔室和位于模具壳体的内腔室内的一个或多个内衬里。内衬里可以具有内表面，其限定出有利于形成部件的外表面的边界。在至少一个实施例中，内衬里的内表面可以构造成形成燃气涡轮发动机的部件。在另一实施例中，内衬里的内表面可以构造成形成可用于燃气涡轮发动机中的翼型件。混合压铸系统可以包括一个或多个铸造型芯，所述一个或多个铸造型芯位于模具壳体的内腔室中，以生成翼型件内的内冷却系统。混合压铸系统还可以包括一个或多个中间衬里，其位于模具壳体中的内腔室的内表面与内衬里之间。中间衬里可以由允许发生差异膨胀的一种或多种柔顺性材料形成。混合压铸系统还可以包括由位于内衬里内的一个或多个蜿蜒状冷却通道形成的一个或多个模具冷却系统。模具冷却系统可以包括与多个冷却通道的入口处于流体连通的一个或多个冷却流体供应歧管，以及与多个冷却通道的出口处于流体连通的一个或多个冷却流体收集歧管。模具冷却系统还可以包括一个或多个阀，用于控制穿过模具冷却系统的冷却流体的流动。混合压铸系统还可以包括由位于模具壳体内的一个或多个加热通道形成的一个或多个模具加热系统。公开了形成燃气涡轮发动机的部件的方法。所述方法可以包括将一个或多个铸造型芯放置在模具壳体的内腔室中，其中模具壳体具有至少一个内腔室和位于模具壳体的内腔室内的至少一个内衬里，并且其中内衬里可以具有内表面，该内表面限定出有利于形成部件的外表面的边界。所述方法还可以包括将熔融金属喷射到模具壳体的由内衬里的内表面限定出的内腔室中。所述方法还可以包括经由由位于内衬里内的一个或多个蜿蜒状冷却通道形成的至少一个模具冷却系统，并且包括与多个冷却通道的入口处于流体连通的一个或多个冷却流体供应歧管、与多个冷却通道的出口处于流体连通的一个或多个冷却流体收集歧管和用于控制穿过模具冷却系统的冷却流体的流动的一个或多个阀，来控制铸件的冷却速率和凝固速率。混合压铸系统的一个优点是，因为只需要移除和更换内衬里插入件来改变由系统生产的部件的外表面的构造，所以与必须修理模具的常规系统相比实现了显著的成本节约。混合压铸系统的另一优点是，模具冷却系统和模具加热系统可以用于控制铸造部件的冷却速率和凝固速率，并且局部加热和冷却可以用于控制微观结构，增强模具填充度并减少比如缩松等铸造缺陷。混合压铸系统的再一优点是，模具冷却系统和模具加热系统可以用于将熔融合金保持在铸造部件的某些位置中，特别是模具填充以其它方式可能比较困难的部段中。混合压铸系统的另一优点是，使用混合压铸系统将减少常规铸造工艺中构建模壳所需的时间和精力。这些和其它实施例在下面详细描述。附图说明附图(其并入说明书中并形成说明书的一部分)示出了本文公开的专利技术的实施例，并且与说明书一起公开了本专利技术的原理。图1是混合压铸系统的截面图。图2是混合压铸系统的模具冷却系统和加热系统的截面图。图3是混合压铸系统的模具冷却系统和加热系统的另一实施例的截面图。图4是可用于燃气涡轮发动机中的翼型件的透视图。图5是在图4中的剖切线5-5处所取的图5所示翼型件的截面图。具体实施方式如图1-5中所示，公开了一种混合压铸系统10，其具有内衬里插入件12，其允许通过改变内衬里插入件12来轻松地改变由系统10生产的部件14的构造，而不必修理模具壳体16。因为只需要移除和更换内衬里插入件12来改变由系统10生产的部件14的外表面18的构造，所以与必须修理模具的常规系统相比成本节约显著。系统10还可以包括模具冷却系统20，用于通过控制铸件的冷却速率和凝固速率来控制铸造工艺。局部加热和冷却可以用于控制微观结构、增强模具填充度并降低比如缩松等铸造缺陷。在至少一个实施例中，混合压铸系统10可以包括模具壳体16，其具有至少一个内腔室22和位于模具壳体16中的内腔室22内的一个或多个内衬里12。内衬里12可以具有内表面24，其限定出有利于形成部件14的外表面18的边界。一个或多个内衬里12可以位于模具壳体16的内腔室22内，使得内衬里12可以具有限定出有利于形成部件14的外表面18的边界的内表面24。在至少一个实施例中，内衬里12的内表面24可以构造成形成燃气涡轮发动机的部件14，如图4和5中所示。在又一实施例中，内衬里12的内表面24可以构造成形成可用于燃气涡轮发动机中的翼型件28。翼型件28可以由具有前边缘62的大体细长形的中空翼型件60形成，所述前边缘62位于与后边缘64相对的相对侧，并且被凹状的压力侧66和凸状的抽吸侧68分隔开。一个或多个铸造型芯61可以位于模具壳体16的内腔室22中，以形成翼型件28中的内部冷却系统的一个或多个通道。在至少一个实施例中，如图1中所示，模具壳体16可以由第一模具副壳56和第二模具副壳58形成。在至少一个实施例中，内衬里12可以至少部分地由一种或多种陶瓷材料形成。陶瓷衬里12可以形成可以用于生产铸件中由于拔模面限制通过常规压铸不可能实现的特征的模壳。陶瓷衬里12可以通过任何适当的方式形成，例如但不限于柔性硅技术，或增材制造工艺，例如但不限于三维打印或选择性激光熔化。可以改变陶瓷衬里12的内表面24的构造来改变在混合压铸系统10内形成的部件14的外表面18的构造，而不必修理模具壳体16。因此，实现了显著的成本节约。另外，陶瓷衬里12也可以在衬里12的内腔室22内用于形成部件14熔融金属之间提供屏障，由此防止熔融金属在铸造工艺期间与模具壳体16接触。在至少一个实施例中，混合压铸系统10可以包括一个或多个中间衬里30，其位于模具壳体16中的内腔室22的内表面32与内衬里12之间。中间衬里30可以由允许发生差异膨胀的一种或多种柔顺性材料形成。中间衬里30可以适应模具壳体16与内衬里12之间的任何尺寸失配。在至少一个实施例中，中间层30可以由未烧陶瓷(即未熟状态)形成。混合压铸系统10还可以包括由一个或多个冷却通道38形成的一个或多个模具冷却系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合压铸系统(10)，其特征在于：模具壳体(16)，具有至少一个内腔室(22)；和至少一个内衬里(12)，位于模具壳体(16)的至少一个内腔室(22)内，其中所述至少一个内衬里(12)具有内表面(24)，该内表面(24)限定出有利于形成部件(18)的外表面(18)的边界。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种混合压铸系统(10)，其特征在于：模具壳体(16)，具有至少一个内腔室(22)；和至少一个内衬里(12)，位于模具壳体(16)的至少一个内腔室(22)内，其中所述至少一个内衬里(12)具有内表面(24)，该内表面(24)限定出有利于形成部件(18)的外表面(18)的边界。2.如权利要求1所述的混合压铸系统(10)，其特征在于，所述至少一个内衬里(12)的内表面(24)可以构造成形成燃气涡轮发动机的部件(18)。3.如权利要求1所述的混合压铸系统(10)，其特征在于，所述至少一个内衬里(12)的内表面(24)可以构造成形成可用于燃气涡轮发动机中的翼型件(28)。4.如权利要求1所述的混合压铸系统(10)，其特征进一步在于：至少一个中间衬里(30)，位于所述至少一个内衬里(12)与所述模具壳体(16)中的至少一个内腔室(22)的内表面(32)之间。5.如权利要求4所述的混合压铸系统(10)，其特征在于，所述中间衬里(30)可以由允许发生差异膨胀的至少一种柔顺性材料形成。6.如权利要求1所述的混合压铸系统(10)，其特征进...

【专利技术属性】
技术研发人员：AR比克，AW詹姆斯，GB梅里尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE