一种熔模铸造航空发动机薄细长叶片的型壳制备方法技术

一种熔模铸造航空发动机薄细长叶片的型壳制备方法，用5％—10％的氧化钴粉和95％—90％的电熔白钢玉混合、经1200℃—1350℃焙烧、降至室温后研磨制成孕育剂；用该孕育剂和刚玉粉制成混合粉料，加入硅溶胶制成浆料，用该浆料涂制型壳第1层，型壳第2至第8层改用刚玉粉和硅溶胶制成的浆料涂制，第1、2层用80#—100#刚玉砂挂砂，第3、4层用46#—60#刚玉砂挂砂，第5至8层用16#—25#刚玉砂挂砂。与传统型壳制备方法相比，采用本发明专利技术方法制备的型壳表面致密光滑，用其铸造航空发动机薄细长叶片，叶片表面光滑，晶粒细化可达到技术要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及熔模精密铸造，特别是一种熔模铸造航空发动机薄细长叶片的型壳制备方法。
技术介绍
随着航空发动机制造技术的不断发展，低压涡轮工作叶片向更长、更细、更薄的方向发展。该类型叶片，其叶片长度能够达到200mm，弦宽约25mm，叶身最大厚度约3mm，进排气边厚度约0.5mm，叶片为无余量叶片，叶身及流道面不进行加工，需要进行晶粒细化，晶粒直径要求不超过3mm。熔模铸造这种薄细长叶片时的型壳制备方法与叶片晶粒细化密切相关。传统的低压涡轮工作叶片长度约100mm，弦款约60～70mm，叶身最大厚度5～6mm，进排气边厚度约2～3mm，通常为有余量叶片，熔模铸造这类有余量叶片的传统型壳制备方法不注重晶粒细化问题，薄细长低压涡轮工作叶片采用这种传统型壳制备方法，叶片表面存在点状冶金缺陷，达不到晶粒细化的技术要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种熔模铸造航空发动机薄细长叶片的型壳制备方法，使航空发动机薄细长叶片达到晶粒细化的技术要求。本专利技术型壳制备方法，包括以下步骤：(1)制备孕育剂：按重量配比将5％—10％的氧化钴粉和95％—90％的电熔白钢玉混合均匀、经1200℃—1350℃焙烧、降至室温后研磨成粉，制得孕育剂；(2)用刚玉粉、含二氧化硅25％—30％的硅溶胶、步骤(1)的孕育剂和16﹟—100﹟刚玉砂做原料，按以下方法制作型壳：型壳第1层：按重量配比将80％—90％的孕育剂和20％—10％的刚玉粉混合，制成混合粉料；将混合粉料缓慢加入硅溶胶中，混合粉料与硅溶胶的重量配比为混合料85％—80％，硅溶胶15％—20％，搅拌均匀，制成浆料；用该浆料涂制型壳第1层，用80#—100#刚玉砂挂砂；在室温23±2℃、湿度50—70％的环境中自干4—24小时，风干2—4小时，制成型壳第1层；型壳第2层：将刚玉粉缓慢加入硅溶胶中，刚玉粉与硅溶胶的重量配比按刚玉粉85％—75％，硅溶胶15％，搅拌均匀，制成浆料；用该浆料涂制型壳第2层，用80#—100#刚玉砂挂砂；在室温23±2℃、湿度50—70％的环境中自干4—24小时，风干0.5—1小时，制成型壳第2层；型壳第3层和第4层：将刚玉粉缓慢加入硅溶胶中，刚玉粉与硅溶胶的重量配比按刚玉粉85％—75％，硅溶胶15％—25％，搅拌均匀，制成浆料；型壳第3层和第4层用该浆料涂制，用46#—60#刚玉砂挂砂；在室温23±2℃、湿度50—70％的环境中自干4—24小时，风干>3小时，制成型壳第3层和第4层；型壳第5层至第8层：将刚玉粉缓慢加入硅溶胶中，刚玉粉与硅溶胶的重量配比按刚玉粉90％—75％，硅溶胶10％—25％，搅拌均匀，制成浆料；型壳第5层至第8层用该浆料涂制，用16#—25#刚玉砂挂砂；在室温23±2℃、湿度50—70％的环境中自干4—24小时，风干>3小时，制成型壳第5层至第8层；型壳挂浆：将刚玉粉缓慢加入硅溶胶中，刚玉粉与硅溶胶的重量配比按刚玉粉85％—75％，硅溶胶15％—25％，搅拌均匀，制成浆料；用该浆料涂第8层型壳外表面(不挂砂)；在室温23±2℃、湿度50—70％的环境中自干>24小时，风干>2小时，制成型壳；(3)型壳脱蜡和焙烧采用高压脱蜡釜对型壳进行脱蜡，然后采用电炉对型壳进行焙烧，焙烧温度900℃，保温4—6小时，制得型壳成品。与传统型壳制备方法相比，采用本专利技术方法制备型壳，型壳表面致密光滑，用其铸造航空发动机薄细长叶片，叶片表面光滑，无冶金缺陷，晶粒细化可达到技术要求。具体实施方式实施例本实施例为采用本专利技术方法制备熔模铸造某型机发动机薄细长叶片所用型壳，其步骤是：(1)按重量配比将8％的氧化钴粉和92％的电熔白钢玉混合均匀、经1350℃焙烧、降至室温后研磨成粉，制得孕育剂；(2)用刚玉粉、含二氧化硅28％的硅溶胶、步骤(1)的孕育剂和100﹟、60﹟和25﹟刚玉砂做原料，按以下方法制作型壳：型壳第1层：按重量配比将90％的孕育剂和10％的刚玉粉混合，制成混合粉料；将混合粉料缓慢加入硅溶胶中，混合粉料与硅溶胶的重量配比为混合料80％，硅溶胶20％，搅拌均匀，制成浆料；用该浆料涂制型壳第1层，用100#刚玉砂挂砂；在室温23±2℃、湿度50—70％的环境中自干8小时，风干3小时，制成型壳第1层；型壳第2层：将刚玉粉缓慢加入硅溶胶中，刚玉粉与硅溶胶的的重量配比为刚玉粉75％，硅溶胶25％，搅拌均匀，制成浆料；用该浆料涂制型壳第2层，用100#刚玉砂挂砂；在室温23±2℃、湿度50—70％的环境中自干8小时，风干1小时，制成型壳第2层；型壳第3层和第4层：将刚玉粉缓慢加入硅溶胶中，刚玉粉与硅溶胶的重量配比为刚玉粉75％，硅溶胶25％，搅拌均匀，制成浆料；型壳第3层和第4层用该浆料涂制，用60#刚玉砂挂砂；在室温23±2℃、湿度50—70％的环境中自干4小时，风干4小时，制成型壳第3层；型壳第5层至第8层：将刚玉粉缓慢加入硅溶胶中，刚玉粉与硅溶胶的重量配比为刚玉粉75％，硅溶胶25％，搅拌均匀，制成浆料；型壳第5层至第8层用该浆料涂制，用25#刚玉砂挂砂；在室温23±2℃、湿度50—70％的环境中自干4小时，风干3小时，制成型壳第5层至第8层；型壳挂浆：将刚玉粉缓慢加入硅溶胶中，刚玉粉与硅溶胶的重量配比为刚玉粉80％，硅溶胶20％，搅拌均匀，制成浆料；用该浆料涂第8层型壳外表面(不挂砂)；在室温23±2℃、湿度50—70％的环境中自干26小时，风干4小时，制成型壳；(3)型壳脱蜡和焙烧采用高压脱蜡釜对型壳进行脱蜡，然后采用电炉对型壳进行焙烧，焙烧温度900℃，保温4小时，制得型壳成品。制得的型壳表面致密光滑，用其铸造该型机发动机薄细长叶片时，型壳侧面用2—3层耐火纤维针刺毯包裹，型壳预热温度1060℃，金属浇注温度1470℃，每秒浇入金属液4Kg，浇注后保持6min，再经脱壳、切割、吹砂、清理、打磨、晶粒度腐蚀、除氢、校正、抛光等工序，制得的叶片表面光滑，用腐蚀液进行晶粒度腐蚀，晶粒直径在0.5mm～3mm之间，达到叶片晶粒细化的技术要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔模铸造航空发动机薄细长叶片的型壳制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备孕育剂：按重量配比将5％—10％的氧化钴粉和95％—90％的电熔白钢玉混合均匀、经1200℃—1350℃焙烧、降至室温后研磨成粉，制得孕育剂；(2)用刚玉粉、含二氧化硅25％—30％的硅溶胶、步骤(1)的孕育剂和16﹟—100﹟刚玉砂做原料，按以下方法制作型壳：型壳第1层：按重量配比将80％—90％的孕育剂和20％—10％的刚玉粉混合，制成混合粉料；将混合粉料缓慢加入硅溶胶中，混合粉料与硅溶胶的重量配比为混合料85％—80％，硅溶胶15％—20％，搅拌均匀，制成浆料；用该浆料涂制型壳第1层，用80#—100#刚玉砂挂砂；在室温23±2℃、湿度50—70％的环境中自干4—24小时，风干2—4小时，制成型壳第1层；型壳第2层：将刚玉粉缓慢加入硅溶胶中，刚玉粉与硅溶胶的重量配比按刚玉粉85％—75％，硅溶胶15％，搅拌均匀，制成浆料；用该浆料涂制型壳第2层，用80#—100#刚玉砂挂砂；在室温23±2℃、湿度50—70％的环境中自干4—24小时，风干0.5—1小时，制成型壳第2层；型壳第3层和第4层：将刚玉粉缓慢加入硅溶胶中，刚玉粉与硅溶胶的重量配比按刚玉粉85％—75％，硅溶胶15％—25％，搅拌均匀，制成浆料；型壳第3层和第4层用该浆料涂制，用46#—60#刚玉砂挂砂；在室温23±2℃、湿度50—70％的环境中自干4—24小时，风干>3小时，制成型壳第3层和第4层；型壳第5层至第8层：将刚玉粉缓慢加入硅溶胶中，刚玉粉与硅溶胶的重量配比按刚玉粉90％—75％，硅溶胶10％—25％，搅拌均匀，制成浆料；型壳第5层至第8层用该浆料涂制，用16#—25#刚玉砂挂砂；在室温23±2℃、湿度50—70％的环境中自干4—24小时，风干>3小时，制成型壳第5层至第8层；型壳挂浆：将刚玉粉缓慢加入硅溶胶中，刚玉粉与硅溶胶的重量配比按刚玉粉85％—75％，硅溶胶15％—25％，搅拌均匀，制成浆料；用该浆料涂第8层型壳外表面；在室温23±2℃、湿度50—70％的环境中自干>24小时，风干>2小时，制成型壳；(3)型壳脱蜡和焙烧采用高压脱蜡釜对型壳进行脱蜡，然后采用电炉对型壳进行焙烧，焙烧温度900℃，保温4—6小时，制得型壳成品。...

【技术特征摘要】
1.一种熔模铸造航空发动机薄细长叶片的型壳制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备孕育剂：按重量配比将5％—10％的氧化钴粉和95％—90％的电熔白钢玉混合
均匀、经1200℃—1350℃焙烧、降至室温后研磨成粉，制得孕育剂；
(2)用刚玉粉、含二氧化硅25％—30％的硅溶胶、步骤(1)的孕育剂和16﹟—100﹟刚
玉砂做原料，按以下方法制作型壳：
型壳第1层：
按重量配比将80％—90％的孕育剂和20％—10％的刚玉粉混合，制成混合粉料；将混合
粉料缓慢加入硅溶胶中，混合粉料与硅溶胶的重量配比为混合料85％—80％，硅溶胶15％—20％，
搅拌均匀，制成浆料；用该浆料涂制型壳第1层，用80#—100#刚玉砂挂砂；在室温23±2
℃、湿度50—70％的环境中自干4—24小时，风干2—4小时，制成型壳第1层；
型壳第2层：
将刚玉粉缓慢加入硅溶胶中，刚玉粉与硅溶胶的重量配比按刚玉粉85％—75％，硅溶胶
15％，搅拌均匀，制成浆料；用该浆料涂制型壳第2层，用80#—100#刚玉砂挂砂；在室温23
±2℃、湿度50—70％的环境中自干4—24小时，风干0.5—1小时，制成型壳第2层；
型壳第3层...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永明，祝世哲，王铁军，顾欣，张松胜，
申请(专利权)人：沈阳黎明航空发动机集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21