一种高温合金空心三联体高压导向叶片的铸造方法技术

本专利涉及熔模精密铸造技术领域，具体是一种高温合金空心三联体高压导向叶片的铸造方法，包括以下步骤：S1：制作空心三联体高压导向叶片模具；S2：压制三联体高压导向叶片模型；S3：粘接模组；S4：制作氧化物陶瓷型壳；S5：预热氧化物陶瓷型壳；S6：金属液浇注；S7：取出空心三联体高压导向叶片。本发明专利技术采用整体压制的方式制备三联体高压导向叶片模型，与通常使用的先压制单体叶片再组焊拼接成三联体叶片的方式相比，模型尺寸一致性更好，模型变形量更小，生产效率更高，成本更低，解决了高温合金空心三联体高压导向叶片铸造过程中产生的冶金缺陷、尺寸超差、合格率低的问题。合格率低的问题。合格率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高温合金空心三联体高压导向叶片的铸造方法


[0001]本专利技术涉及熔模精密铸造
，具体是一种高温合金空心三联体高压导向叶片的铸造方法。

技术介绍

[0002]航空发动机涡轮导向器的作用是使气流的部分热能转变成动能，并以一定的方向流出，推动涡轮做功。导向叶片尤其是高压导向叶片的工作条件十分恶劣，除了受有较大的气动力与不稳定的脉动负荷外，还处于高温燃气的包围之中，温度高，冷热变化大，叶片内部温度梯度大，容易出现热疲劳裂纹。
[0003]为了提升高压导向叶片的承温能力并便于装配和更换，通常将高压导向叶片设计成复杂空心的两联体或三联体高温合金叶片，其壁厚差异大、热结多，这就导致铸件在浇注过程中容易产生金属液充型紊流，冷却顺序不易控制，各结构收缩不一致等现象，从而造成铸件冶金质量和尺寸达不到技术条件要求，合格率较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术意在提供一种一种高温合金空心三联体高压导向叶片的铸造方法，以解决高温合金空心三联体高压导向叶片铸造过程中产生的冶金缺陷、尺寸超差、合格率低的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的基础方案如下：一种高温合金空心三联体高压导向叶片的铸造方法，包括以下步骤：
[0006]S1：制作空心三联体高压导向叶片模具，所述模具包括底板、侧模滑块、抽块和上盖，所述侧模滑块上设有型芯插槽，且所述侧模滑块通过导轨装配在底板上，所述抽块与侧模滑块相互配合形成三联体叶片叶身外型面，所述上盖可拆卸连接在底板的上方；
[0007]S2：压制三联体高压导向叶片模型：将氧化物陶瓷型芯放入空心三联体高压导向叶片模具中，熔化填充模料，将填充模料压入模具内，得到包裹着氧化物陶瓷型芯的三联体高压导向叶片模型；
[0008]S3：粘接模组：将三联体高压导向叶片模型与浇口杯、浇道、浇口和冒口粘接在一起形成模组；
[0009]S4：制作氧化物陶瓷型壳：将模组浸入料浆中后取出，在模组表面撒氧化物陶瓷砂并干燥，在模组表面形成氧化物陶瓷型壳，加热模组，使三联体高压导向叶片模型的填充模料熔化流出，得到用来浇注的氧化物陶瓷型壳；
[0010]S5：预热氧化物陶瓷型壳：在氧化物陶瓷型壳外包裹保温棉，随后将氧化物陶瓷型壳入炉预热，预热温度在1030℃
‑
1050℃，预热时间不少于3h；
[0011]S6：金属液浇注：在真空度＜1Pa的环境下将高温合金液加热到1460℃
‑
1480℃，在3
‑
5s的时间内将金属液浇注进氧化物陶瓷型壳内，保持真空度至少5min后取出氧化物陶瓷型壳；
[0012]S7：取出空心三联体高压导向叶片：切割下三联体高压导向叶片，在温度180℃
‑
220℃、压强0.2MPa
‑
0.3MPa的环境下，使用碱液腐蚀掉三联体高压导向叶片内腔的氧化物陶瓷型芯，得到空心三联体高压导向叶片。
[0013]进一步，所述步骤S2还包括：使用蓝光扫描仪检查模型尺寸，使用X光射线仪检查氧化物陶瓷型芯的完整性。
[0014]进一步，所述步骤S3中，所述模组包括两片三联体高压导向叶片模型、一个浇口杯、两根横浇道、两根直浇道、若干内浇口和若干补缩冒口，两根所述横浇道和两根直浇道组成矩形浇道框架，两片所述三联体高压导向叶片模型对称粘连在浇道框架的两侧，所述三联体高压导向叶片模型竖直摆放，且所述三联体高压导向叶片模型的排气边朝上，所述浇口杯连接在两片三联体高压导向叶片模型上方，若干所述内浇口分别位于三联体高压导向叶片模型的大安装板和小安装板处，且若干所述内浇口与直浇道相连，若干所述补缩冒口位于三联体高压导向叶片模型的大安装板侧边的螺纹孔处，且所述补缩冒口与直浇道连接。
[0015]进一步，所述步骤S4还包括：在将模组浸入料浆之前去除模组表面的油污。
[0016]进一步，所述步骤S4中的所述料浆包括物陶瓷粉料、晶粒细化剂、粘结剂、润湿剂和消泡剂。
[0017]进一步，所述步骤S4中，所述模组浸入料浆、撒氧化物陶瓷砂并干燥的操作重复7
‑
8次，在模组表面形成7
‑
8层氧化物陶瓷涂层。
[0018]进一步，所述步骤S5中在氧化物陶瓷型壳外包裹保温棉具体为：氧化物陶瓷型壳的补缩冒口和内浇口部位包裹一层20mm厚的保温棉，在叶片排气边处包裹一层3mm厚的保温棉，再将氧化物陶瓷型壳用20mm厚的保温棉整体包裹，在氧化物陶瓷型壳下方三联体高压导向叶片对应的安装板螺纹孔处做“开窗”处理。。
[0019]本方案的有益效果：(1)本专利技术采用整体压制的方式制备三联体高压导向叶片模型，与通常使用的先压制单体叶片再组焊拼接成三联体叶片的方式相比，模型尺寸一致性更好，模型变形量更小，生产效率更高，成本更低。
[0020](2)本专利技术采用的氧化物陶瓷型壳包保温棉方式可以保证叶片排气边充型效果，防止排气边出现欠注缺陷，通过对补缩冒口和内浇口作包裹保温棉的处理可以减缓补缩冒口和内浇口冷却速度，提升补缩效果，局部位置的“开窗”处理可以加快热结部位冷却速度，从而减轻疏松倾向，模组整体包棉可以减少模组转运过程的热量流失，防止激冷晶和裂纹的产生。
[0021](3)本专利技术所设计的1030℃
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1050℃预热温度可以充分保证金属液的流动性和充型效果，1480℃
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1500℃的浇注温度可以减少铸件凝固过程中的疏松缺陷，从而提高铸件合格率。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例的流程示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例中空心三联体高压导向叶片模具的具体结构示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例中模组的主视图；
[0025]图4为本专利技术实施例中模组的侧视图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]说明书附图中的附图标记包括：底板1、侧模滑块2、抽块3、上盖4、型芯插槽5、三联体高压导向叶片模型6、浇口杯7、横浇道8、直浇道9、内浇口10、补缩冒口11。
[0028]实施例
[0029]基本如附图1所示：一种高温合金空心三联体高压导向叶片的铸造方法，包括以下步骤：
[0030]S1：制作空心三联体高压导向叶片模具，结合图2，模具包括底板1、侧模滑块2、抽块3和上盖4，侧模滑块2上设有型芯插槽，侧模滑块2通过导轨装配在底板上1，抽块3与侧模滑块2相互配合形成三联体叶片叶身外型面，上盖4可拆卸连接在底板的上方；
[0031]S2：压制三联体高压导向叶片模型6：将氧化物陶瓷型芯放入空心三联体高压导向叶片模具中，熔化填充模料，将填充模料压入模具内，得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温合金空心三联体高压导向叶片的铸造方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：制作空心三联体高压导向叶片模具，所述模具包括底板、侧模滑块、抽块和上盖，所述侧模滑块上设有型芯插槽，且所述侧模滑块通过导轨装配在底板上，所述抽块与侧模滑块相互配合形成三联体叶片叶身外型面，所述上盖可拆卸连接在底板的上方；S2：压制三联体高压导向叶片模型：将氧化物陶瓷型芯放入空心三联体高压导向叶片模具中，熔化填充模料，将填充模料压入模具内，得到包裹着氧化物陶瓷型芯的三联体高压导向叶片模型；S3：粘接模组：将三联体高压导向叶片模型与浇口杯、浇道、浇口和冒口粘接在一起形成模组；S4：制作氧化物陶瓷型壳：将模组浸入料浆中后取出，在模组表面撒氧化物陶瓷砂并干燥，在模组表面形成氧化物陶瓷型壳，加热模组，使三联体高压导向叶片模型的填充模料熔化流出，得到用来浇注的氧化物陶瓷型壳；S5：预热氧化物陶瓷型壳：在氧化物陶瓷型壳外包裹保温棉，随后将氧化物陶瓷型壳入炉预热，预热温度在1030℃
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1050℃，预热时间不少于3h；S6：金属液浇注：在真空度＜1Pa的环境下将高温合金液加热到1460℃
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1480℃，在3
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5s的时间内将金属液浇注进氧化物陶瓷型壳内，保持真空度至少5min后取出氧化物陶瓷型壳；S7：取出空心三联体高压导向叶片：切割下三联体高压导向叶片，在温度180℃
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220℃、压强0.2MPa
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0.3MPa的环境下，使用碱液腐蚀掉三联体高压导向叶片内腔的氧化物陶瓷型芯，得到空心三联体高压导向叶片。2.根据权利要求1所述的一种高温合金空心三联体高压导向叶片的铸造方法，其特征在于：所述步骤S2还包括：使用蓝光扫描仪检查模型尺寸，使用X光射线仪检查氧化物...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建中，鞠胜，李龙，唐礼，杨青，宋立群，
申请(专利权)人：重庆三耐科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：