铸造模具、制造该模具的方法以及铸造方法技术

本发明专利技术涉及铸造领域，更具体说是涉及一种铸造模具(1)，其包括至少一个成型腔(2)和一对供给臂。成型腔(2)沿水平轴线(X)从第一端(2a)延伸至第二端(2b)，第一对供给臂包括沿大致垂直的方向并连接至第一成型腔(2)的第一端(2a)的第一供给臂(3)，以及大致平行于第一供给臂(3)并连接至第一成型腔(2)的第二端(2b)的第二供给臂(4)。本发明专利技术还涉及一种模具(1)的制造方法以及一种使用模具(1)的铸造方法。方法以及一种使用模具(1)的铸造方法。方法以及一种使用模具(1)的铸造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铸造模具、制造该模具的方法以及铸造方法


[0001]本专利技术涉及金属铸造的领域。在本上下文中，“金属”的含义是纯金属和金属合金。
现有技术
[0002]对于已知的铸造方法，其包括通过通向成型腔一端的浇口将液态金属浇注到成型腔中，然后在脱模固化金属之前在成型腔中冷却和固化金属的至少一个步骤，可能会遭遇缺陷，特别是在制造具有特别薄部的部件(例如涡轮发动机叶片的后缘)过程中。事实上，在模具中冷却金属的过程中，金属和模具材料的不同收缩率可产生机械应力，直到固化金属中出现缺陷，特别是裂纹。
[0003]特别是，当待成型的部件具有与其端部相比更窄的中心部分时，例如但对于沿主轴从叶片根部延伸至叶片末端的涡轮发动机叶片通常就是这样，模具可以在固化金属的冷却和收缩过程中保留这些端部。然后，这会在部件中产生张力，所述张力可产生裂纹和局部再结晶，特别是在部件的端部和中心部分之间的过渡部中。在连接到浇口的端部以及闭合的相对端之间，通过沿成型腔的温度梯度可进一步加剧这种现象。

技术实现思路

[0004]本专利技术试图通过提出一种铸造模具来弥补这些缺点，所述铸造模具将允许减少由于在模具中冷却金属的过程中，通过在金属和模具的热收缩率之差所导致的内部张力而出现的裂纹和再结晶现象。
[0005]为此，根据第一方面，模具可包括沿水平主轴从第一端延伸至第二端的至少一个第一成型腔，以及第一对进料器臂。第一对进料器臂的第一进料器臂可沿基本垂直的方向与主轴定向在一起并连接到第一成型腔的第一端，而第一对进料器臂的第二进料器臂的主轴可基本平行于第一进料器臂并连接到第一成型腔的第二端。该模具可被构造，使得垂直于垂直轴的第一对进料器臂的第一和第二进料器臂的任何横截面具有与垂直于水平轴的成型腔的任何横截面相比更大的面积。
[0006]由于在成型腔的每一端处都布置一进料器臂，金属在这些进料器臂中的热收缩将导致它们朝彼此弯曲，这将允许平衡由金属在第一成型腔中的热收缩所产生的力，因此避免出现可削弱因此所成型部件的裂纹和再结晶晶粒。由于成型腔和进料器臂的横截面面积的变化，从横截面最小的第一成型腔的芯体开始，金属的固化可通过两个进料器臂朝该方向传播通过面积增加的横截面，以避免由于模具腔中的收缩而导致的管道缺陷。
[0007]根据第二方面，模具可包括将第一成型腔的第一和第二端连接到第一对进料器臂的相应进料器臂的对接头部，每个对接头部具有垂直于水平轴的横截面，其面积大于垂直于水平轴的第一成型腔的任何横截面，但小于垂直于垂直轴的第一对进料器臂的第一和第二进料器臂的任何横截面。此外，在相同意义上，第一对进料器臂的第一和第二进料器臂可具有垂直于垂直轴的横截面，其面积沿垂直轴向上增加。
[0008]根据第三方面，为了允许在同一模具中同时成型多个部件，模具可包括第一排成
型腔，其包括第一成型腔，第一排成型腔的每个成型腔沿相应水平轴从第一端延伸至相应第二端，第一排成型腔的每个成型腔的第一端连接到第一对进料器臂的第一进料器臂，并且第一排成型腔的每个成型腔的第二端连接到第一对进料器臂的第二进料器臂。因此，部件可以在第一对进料器臂的进料器臂之间在第一排成型腔的每个成型腔中形成。此外，为了避免管道裂缝，模具可被构造，使得垂直于垂直轴的第一对进料器臂的第一和第二进料器臂的任何横截面大于垂直于相应水平轴的第一多个成型腔的每个成型腔的任何横截面。
[0009]此外，为了允许在同一模具中同时成型甚至更多的部件，模具可包括至少一个第二排成型腔以及第二对进料器臂，第二排成型腔的每个成型腔沿相应水平轴从第一端延伸至相应第二端，第二排成型腔的每个成型腔的第一端连接到第二对进料器臂的第一进料器臂，并且第二排成型腔的每个成型腔的第二端连接到第二对进料器臂的第二进料器臂。此外，为了避免在该第二排成型腔中形成的部件中出现管道缺陷，模具可被构造，使得垂直于垂直轴的第二对进料器臂的第一和第二进料器臂的任何横截面，也大于垂直于相应水平轴的第二排成型腔的每个成型腔的任何横截面。
[0010]根据第四方面，为了确保在浇注过程中用液态金属进给成型腔，进料器臂的上端可以连接到一浇口，例如通过用于进给液态金属的通道。
[0011]根据第五方面，至少所述第一成型腔可被构造成使一种沿水平轴从叶片末端延伸至叶片根部的涡轮发动机叶片成型。在本文中“涡轮发动机”是指以下的任何机器，其中在流体流和至少一个叶片装置(例如压缩机、泵、涡轮、螺旋桨，或甚至其中至少两个的组合)之间可以发生能量传递。为了在叶片装置和旋转轴之间传输该能量，该叶片通常形成转子的一部分，所述转子包括一凸耳和多个叶片，每个叶片都沿相对于凸耳的旋转轴的相应径向方向从叶片根部径向地延伸至叶片末端。这些叶片承受特别高的机械力和热力，并且特别地在其后缘处能够具有特别薄的材料厚度，在该领域特别期望避免任何局部缺陷，例如裂纹、管涌(piping)或再结晶。
[0012]根据第六方面，模具可被构造为壳模。“壳模”是指通过模具成型腔周围烘烤的浆料粘合的耐火材料颗粒所形成的模具。模具特别地可由多个叠加层形成，每个叠加层都包括由浆料粘合的颗粒。
[0013]本专利技术的第七方面涉及一种该模具的生产方法，包括以下步骤：将非永久图案浸入浆料中，在浸渍后用耐火材料颗粒对非永久图案除尘以形成涂有浆料的耐火材料颗粒层，从由涂有浆料的耐火材料颗粒形成的外壳移除非永久图案，以及烘烤外壳。
[0014]本专利技术的第八方面涉及一种铸造方法，包括以下步骤：将液态金属浇注到该类铸造模具中，在模具中冷却和固化金属，以及对固化金属脱模。此外，该方法还可包括在浇注步骤之前在烤箱中预热模具的步骤，并且在浇注步骤之前以及在浇注步骤中将模具保持在烤箱中。然而，也可以设想的是，在与第一烤箱中进行预热步骤，并且在与第一烤箱不同的第二烤箱中进行浇注步骤。
附图说明
[0015]在阅读经由非限制性示例示出的一实施例的以下详细描述后，将更好地理解本专利技术，并且其优点将更加显而易见。本说明书参考了附图，其中：
[0016]图1A图1A是根据本专利技术一个方面的铸造模具的第一剖视图，
[0017]图1B图1B是沿平面IB
‑
IB的垂直于图1的剖视图，
[0018]图2A图2A是用于形成图1A和1B的模具的非永久图案的集群的侧视图，
[0019]图2B图2B是图2A集群的前视图，
[0020]图3A图3A示出了从图2A和2B的集群开始的，图1A和1B的模具制造方法中的浸渍步骤，
[0021]图3B图3B示出了从图2A和2B的集群开始的，图1A和1B的模具制造方法中的除尘步骤，
[0022]图3C图3C示出了从图2A和2B的集群开始的，图1A和1B的模具制造方法中的烘烤步骤，
[0023]图4A图4A示出了在使用图1A和1B的模具的铸造方法中的预热步骤，
[0024]图4B图4B示出了在使用图1A和1B的模具的铸造方法中的浇注步骤，
[0025]图4C图4C图示了在使用图1A和1B的模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种铸造模具(1)，至少包括：第一成型腔(2)，所述第一成型腔沿水平轴线(X)从第一端(2a)延伸至第二端(2b)，第一对进料器臂，所述进料器臂包括：第一进料器臂(3)，所述第一进料器臂(3)沿大致垂直的方向并连接到所述第一成型腔(2)的第一端(2a)，以及第二进料器臂(4)，所述第二进料器臂(4)大致平行于所述第一进料器臂(3)并连接到所述第一成型腔(2)的第二端(2b)，所述铸造模具(1)的特征在于，垂直于垂直轴线(Z)的所述第一对进料器臂的第一和第二进料器臂(3、4)的任何横截面(Sb)具有比所述第一成型腔(2)的垂直于水平轴线(X)的任何横截面(Sc)更大的面积。2.根据权利要求1所述的铸造模具(1)，包括将所述第一成型腔(2)的第一和第二端(2a、2b)连接到第一对进料器臂的相应进料器臂(3、4)的对接头部(5、6)，每个所述对接头部(5、6)均具有垂直于水平轴线(X)的横截面(St)，该横截面(St)的面积大于所述第一成型腔(2)的垂直于水平轴线(X)的任何横截面(Sc)，但小于所述第一对进料器臂的第一和第二进料器臂(3、4)的垂直于垂直轴线(Z)的任何横截面(Sb)。3.根据权利要求1或2所述的铸造模具(1)，其中，所述第一对进料器臂的第一和第二进料器臂(3、4)具有垂直于垂直轴线(Z)的横截面(St)，该横截面(St)的面积沿垂直轴线(Z)向上增加。4.根据权利要求1至3中任一项所述的铸造模具(1)，包括第一排成型腔(2)，所述第一排成型腔(2)包括第一成型腔(2)，所述第一排成型腔(2)的每个成型腔(2)沿相应的水平轴线(X)从第一端(2a)延伸至相应的第二端(2b)，所述第一排成型腔(2)的每个成型腔(2)的第一端(2a)连接到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢尔盖，
申请(专利权)人：赛峰航空器发动机，
类型：发明
国别省市：