一种用于单晶叶片制造的薄壁高强度模壳制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于单晶叶片制造的薄壁高强度模壳制备方法，包括以下步骤：A1，制壳工艺：(1)浆料配制；(2)挂浆；(3)淋砂；(4)重复以上操作，直到预定层数；(5)封浆，将蜡模浸入浆桶内，充分浸润，取出，干燥；A2，缠绕碳纤维及干燥。本发明专利技术采用碳纤维的包覆，与传统的硅溶胶模壳相比，在保证模壳热强度的前提下，减少了模壳层数，从而降低了模壳的整体厚度，提高了模壳的导热能力，有利于温度梯度的提高。本发明专利技术所采用的碳纤维布，系微晶石墨材料，导热系数λ2达100以上，是理想的导热材料，且抗拉强度在3400MPa以上，为模壳的减薄创造了条件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高温合金定向凝固领域，特别是单晶涡轮叶片的制造工艺问题，具体为利用碳纤维包覆以制备出薄壁高强度模壳。
技术介绍
利用高温合金的定向凝固来铸造单晶涡轮叶片，已成为制造高效航空发动机的关键技术之一。目前这种叶片的生产都是利用Bridgman定向凝固进行的。为此，陶瓷模壳需要先在炉体上部的热区内预热到高于合金的熔点温度后，浇入通过感应熔化的高温合金熔液，然后模壳以预定的速度缓慢下降，穿过隔热挡板进入炉体下部的冷区，整个铸件由下至上逐渐冷却并凝固。利用壳型下部的螺旋选晶器，可使仅有一个晶粒能通过并扩展到整个铸件。由于消除了晶界这个高温工作条件下的最薄弱环节，使得叶片的高温性能大为提高，寿命也提高了几十倍。随着航空发动机叶片尺寸的不断加大，以及大型工业燃气轮机对单晶叶片的迫切需求，使得大尺寸叶片的生产成为急需解决的关键问题。为了制造大尺寸的单晶叶片或铸件，必须加大陶瓷壳的厚度，以保证在浇注和长时间的定向凝固期间能维持足够的强度。然而模壳厚度的增加，使得铸件的散热冷却变得极为困难，造成凝固界面温度梯度降低，易产生铸造缺陷和生产率低下等问题。为了提高铸件的冷却速度，尤其是凝固界面的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于单晶叶片制造的薄壁高强度模壳制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A1制壳工艺：(1)浆料配制，浆料采用JN?30硅溶胶做粘结剂，高纯刚玉粉为粉料配制；首先将一定量硅溶胶倒入混浆桶内；再加入JFC润湿剂以保证浆料在蜡模上的涂挂性，其添加量约为硅溶胶质量的0.1％?0.5％；接着加入刚玉粉，加入量按照硅溶胶与刚玉粉质量比例约为1∶3；最后加入XP?1有机硅消泡剂以保证浆料的均匀性和完整性，添加量约为硅溶胶质量的0.05％?0.02％；浆料在料筒内搅拌混合20～30小时后待用；?(2)挂浆，将组装好的蜡模浸入浆料桶内数秒，取出，用压缩空气轻轻吹拂，以除去气泡并使浆料涂挂均匀；?(3)淋砂，挂...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：贾志宏，徐维台，朱翔，孙少纯，赵玉涛，徐基晨，谌鸿俊，段江楠，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：