用于铸造涡轮叶轮的工艺制造技术

一种用于铸造涡轮叶轮的工艺，包括以下步骤：确定将由其铸造所述涡轮叶轮的金属成分；提供模具，其限定出型腔，熔融金属成分将被浇注到所述型腔中以铸造叶轮；提供晶种构件，其由所述金属成分制成并具有等轴晶粒结构；将所述晶种构件的至少一部分设置在所述模具的型腔内；将熔融金属成分浇注到所述型腔中，使得熔融金属成分包围所述晶种构件的处于所述型腔内的部分；以及控制所述工艺，使得所述晶种构件的所述部分通过与所述熔融金属成分接触而至少部分地熔化，并且使得在冷却时，围绕所述晶种构件的金属成分以通过所述晶种构件的等轴晶粒结构所析出状态的等轴晶粒结构凝固。

【技术实现步骤摘要】
用于铸造涡轮叶轮的工艺
本公开总体上涉及涡轮叶轮的制造，并且更特别地涉及涡轮叶轮的铸造。
技术介绍
涡轮机(例如，燃气涡轮发动机、涡轮增压器等)中的涡轮叶轮在极具挑战性的环境中操作。穿过叶轮的气体的高温以及通常经受的高旋转速度导致对制造叶轮的材料的强度和/或耐疲劳性极限的严峻考验。例如，处于涡轮增压器涡轮叶轮所达到的速度和温度时，叶轮材料的强度极限变得对耐久性和安全性至关重要。涡轮轴速度对于较小的单元有时可爬升到200,000rpm之上，甚至最大的涡轮增压器也能达到90,000rpm。在典型的涡轮增压车辆中涡轮叶轮可达到1800°F(980℃)及以上，并且在比如WRC等顶级赛车运动中它们经常可高达1950°F(1050℃)。叶轮必须抵抗的离心应力正比于旋转速度的平方，并且典型叶轮的强度在高于它们的限制极限的温度时大幅跌落。叶轮被设计成在高温时抵抗这些应力，但是总是存在极限，高速和高温的组合增加叶轮爆裂的可能性。存在两种基本类型的叶轮爆裂：叶片和轮毂。叶片爆裂发生在以下时候：处于发挥作用以将叶片拉离中心轮毂的速度的离心力克服将个体叶片连接至轮毂的根部的机械强度时。在这些状况下，如果叶片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于熔模铸造涡轮叶轮的工艺，包括以下步骤：确定将由其铸造所述涡轮叶轮的金属成分；提供模具，其限定出型腔，呈熔融形式的金属成分将被浇注到所述型腔中以铸造所述涡轮叶轮，所述型腔被构造成限定出所述涡轮叶轮的轮毂部分，并且限定出从所述轮毂部分延伸的叶片；提供由所述金属成分制成的晶种构件，所述晶种构件具有等轴晶粒结构；将所述晶种构件的至少一部分设置在所述模具的型腔内；将呈熔融形式的金属成分浇注到所述型腔中，使得熔融金属成分包围所述晶种构件的处于所述型腔内的部分；以及控制所述工艺，使得所述晶种构件的所述部分通过与所述熔融金属成分接触而至少部分地熔化，并且使得在冷却时，围绕所述晶种构件的金属成分以通过所...

【技术特征摘要】
2013.10.08 US 14/0486931.一种用于熔模铸造涡轮叶轮的工艺，包括以下步骤：确定将由其铸造所述涡轮叶轮的金属成分；提供模具，其限定出型腔，呈熔融形式的金属成分将被浇注到所述型腔中以铸造所述涡轮叶轮，所述型腔被构造成限定出所述涡轮叶轮的轮毂部分，并且限定出从所述轮毂部分延伸的叶片；提供由所述金属成分制成的晶种构件，所述晶种构件具有等轴晶粒结构；将所述晶种构件的至少一部分设置在所述模具的型腔内，在所述型腔内的所述晶种构件的所述部分具有销状构造并且被设置在所述型腔的被构造成限定出所述涡轮叶轮的所述轮毂部分的区域的中心处；启动加热装置以使得将所述模具和所述晶种构件预热至处于预定最小模具温度与预定最大模具温度之间的范围内的模具温度，接着是将呈熔融形式的金属成分浇注到所述型腔中，使得熔融金属成分包围所述晶种构件的处于所述型腔内的部分；以及其中，所述晶种构件的所述部分：（1）用作“激冷销”，其定位在所述涡轮叶轮的所述轮毂部分的中心处，并且能够经由沿着所述部分的长度的传导而吸收和散发热量，以及（2）用作冷却期间周围液体金属的小晶粒成核场所的源，使得所述晶种构件的所述部分通过与所述熔融金属成分接触而至少部分地熔化，并且使得在冷却时，围绕所述晶种构件的金属成分以通过所述晶种构件的等轴晶粒结构所析出状态的等轴晶粒结构凝固。2.如权利要求1所述的工艺，进一步包括以下步骤：在设置步骤之前，处理所述晶种构件的外表面，以移除其上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·伍德沃德，P·贝德福德，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US