CN104308082B - 一种空心涡轮导向叶片的浇注方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种空心涡轮导向叶片的浇注方法，包括如下步骤，1)制造蜡模组合；2)对蜡模组合进行制壳，得到空心涡轮导向叶片型壳；3)将型壳叶身部位包裹一层陶瓷保温棉，之后再整个型壳包裹两层陶瓷棉；将处理后的型壳入焙烧炉进行铸件，铸件时铸件型壳温度为1065-1085℃，浇注温度为1460-1480℃。本发明在不改变空心涡轮导向叶片浇注***的同时，通过调节型壳温度和浇注温度，从而改变铸件温度场，通过配合整体包裹的两层陶瓷棉和在叶身部位包裹的一层陶瓷保温棉，能够在提高型壳温度后，保证温度场的均匀，消除了铸造应力，补充了降低的浇注温度，使铸件叶身和缘板处的温度场保持均匀，型壳有效保温，消除铸造应力。

Description

一种空心涡轮导向叶片的浇注方法
技术领域
本发明涉及精密铸造技术领域，具体为一种空心涡轮导向叶片的浇注方法。
背景技术
现有技术中，无余量熔模精密铸造目前为涡轮叶片制造的最佳手段。其工艺流程主要包括型芯模具的设计与制造、压制型芯、蜡模模具的设计与制造、装配注蜡、涂浆制壳、干燥型壳、脱蜡、烧结、浇注金属、脱壳脱芯、激光打孔等环节。空心涡轮导向叶片采用顶注加底注的组合方案生产该类铸件，蜡模模组制壳后整个型壳包裹一层陶瓷棉，在设定的温度场中进行铸件，铸件时由于型壳限制，需要限制型壳的温度，并提高浇注温度，这种工艺方案虽然可减轻铸件的疏松程度和减少铸件热裂的数量，但不能完全消除铸件热裂和疏松缺陷。同时在顶注和底注的组合中，空心涡轮导向叶片缘板与叶身转接R处热裂问题也无法解决，废品率高。并且在涂浆制壳中的工艺中应力不均匀，容易产生热裂缺陷。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种产品质量高，能够完全解决缘板与叶身转接R处热裂的空心涡轮导向叶片的浇注方法。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种空心涡轮导向叶片浇注方法，包括如下步骤，
1)制造蜡模组合；
2)对蜡模组合进行制壳，得到空心涡轮导向叶片型壳；
3)将型壳叶身部位包裹一层陶瓷保温棉，之后再整个型壳包裹两层陶瓷棉；将处理后的型壳入焙烧炉进行铸件，铸件时铸件型壳温度为1065-1085℃，浇注温度为1460-1480℃。
优选的，陶瓷保温棉的厚度为6-9mm。
优选的，蜡模组合包括浇口杯，以及连通设置在浇口杯出口端的直浇道；直浇道的侧壁上设置内浇口组件；每个内浇口组件包括与叶片下缘板型腔一侧连通的下缘内浇口，以及与叶片上缘板型腔一侧连通的上缘内浇口；下缘内浇口和上缘内浇口依次沿直浇道的流向设置。
进一步，内浇口组件还包括连通设置在直浇道上的横浇道；横浇道并行设置在下缘内浇口靠近上游的一侧，横浇道出口端通过辅助内浇口与叶片下缘板型腔中部连通。
进一步，若干组的内浇口组件沿直浇道轴向依次设置和/或沿直浇道的中轴线呈对称设置。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明在不改变空心涡轮导向叶片浇注***的同时，通过调节型壳温度和浇注温度，从而改变铸件温度场，通过配合整体包裹的两层陶瓷棉和在叶身部位包裹的一层陶瓷保温棉，能够在提高型壳温度后，保证温度场的均匀，消除了铸造应力，补充了降低的浇注温度，使铸件叶身和缘板处的温度场保持均匀，型壳有效保温，消除铸造应力，彻底解决空心涡轮导向叶片缘板与叶身转接R处热裂问题，提高了产品质量。
进一步的，对陶瓷保温棉的厚度进行优化，不仅能够提高型壳的保温性，使浇注后叶片的成型稳定，而且不会影响凝固的速度，保持合理的固液区间长度，保证凝固的均匀和稳定。
进一步的，通过设置内浇口组件的蜡模组合，利用上下缘内浇口，实现对空心涡轮导向叶片的侧注，能够使合金液在型壳中顺畅流动，铸件不易欠铸，相比现有技术中的组合方案，没有形成框架结构，铸造应力小，铸件不易产生裂纹。
进一步的，通过设置在上游方向上的横浇道能够使得整个空心涡轮导向叶片在浇注时，从浇注的上游对下缘板和上缘板的疏松部位进行辅助补缩，从而能够更好地避免其冶金缺陷，以及浇注不均引起的热裂。
进一步的，通过对内浇口组件的合理布置，能够在保证浇注效果的同时，提高浇注的效率，一次完成多个零件的制作，并且相互之间不会影响。
附图说明
图1为本发明实例中所述方法中步骤2)中的型壳示意图。
图2为本发明实例中所述方法中步骤3)中的型壳示意图。
图3为本发明实例中所述蜡模组合的半剖结构示意图。
图4为图3中I处的结构放大图。
图中：1为上缘内浇口；2为空心涡轮导向叶片；3为辅助内浇口；4为下缘内浇口；5为横浇道；6为浇口杯；7为直浇道；21为一号叶片；22为二号叶片；23为三号叶片；24为四号叶片；25为下缘板；26为上缘板；27为叶身。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种空心涡轮导向叶片浇注方法，包括如下步骤，
1)制造蜡模组合；
2)对蜡模组合进行制壳，得到空心涡轮导向叶片型壳，如图1所示；
3)将型壳叶身部位包裹一层陶瓷保温棉，之后再整个型壳包裹两层陶瓷棉，结构如图2所示；将处理后的型壳入焙烧炉进行铸件；浇注时铸件型壳温度为1065-1085℃，浇注温度为1460-1480℃。其中，陶瓷保温棉的厚度为6-9mm，本优选实例以6mm为例进行说明。本优选实施例中铸件时采用的浇注参数和铸件时的温度场以铸件时铸件型壳温度为1075℃，浇注温度为1470℃为例进行说明。
其中，蜡模组合如图3所示，其包括浇口杯6，以及连通设置在浇口杯6出口端的直浇道7；直浇道7的侧壁上设置内浇口组件；每个内浇口组件包括与叶片下缘板型腔一侧连通的下缘内浇口4，以及与叶片上缘板型腔一侧连通的上缘内浇口1；下缘内浇口4和上缘内浇口1依次沿直浇道7的流向设置。本优选实例中，以两组以中轴线对称设置的内浇口组件为例进行说明，也就是采用一组两件的组合；内浇口组件还包括连通设置在直浇道7上的横浇道5；横浇道5并行设置在下缘内浇口4靠近上游的一侧，横浇道5出口端通过辅助内浇口3与叶片下缘板型腔中部连通。
在采用如上所述的蜡模组合和浇注方法时，精铸的空心涡轮导向叶片如图4所示，叶身和缘板转接处的R，由于叶片叶型分进气边和排气边，进气R是指转接处靠近进气边的R。其包括两端分别通过下缘板25和上缘板26并联的一号叶片21、二号叶片22、三号叶片23和四号叶片24，从而形成叶身27；将合金液从浇口杯6内注入，合金液沿直浇道7向下注入，并且从横浇道5注入，同时从同一侧设置的下缘内浇口4和上缘内浇口1同时注入空心涡轮导向叶片2的下缘板型腔和上缘板型腔中，同时合金液也从辅助内浇口3同时从下缘板型腔中部注入进行辅助补缩。同现有解决空心涡轮导向叶片精铸件冶金缺陷技术相比，该方案可彻底解决空心涡轮导向叶片缘板与叶身转接R处热裂问题，提高产品质量。

Claims (3)

1.一种空心涡轮导向叶片浇注方法，其特征在于，包括如下步骤，
1)制造蜡模组合；
2)对蜡模组合进行制壳，得到空心涡轮导向叶片型壳；
3)将型壳叶身部位包裹一层陶瓷保温棉，之后再整个型壳包裹两层陶瓷棉；将处理后的型壳入焙烧炉焙烧后进行铸件，铸件时铸件型壳温度为1065-1085℃，浇注温度为1460-1480℃；
所述的蜡模组合包括浇口杯(6)，以及连通设置在浇口杯(6)出口端的直浇道(7)；直浇道(7)的侧壁上设置内浇口组件；每个内浇口组件包括与叶片下缘板型腔一侧连通的下缘内浇口(4)，以及与叶片上缘板型腔一侧连通的上缘内浇口(1)；下缘内浇口(4)和上缘内浇口(1)依次沿直浇道(7)的流向设置；
内浇口组件还包括连通设置在直浇道(7)上的横浇道(5)；横浇道(5)并行设置在下缘内浇口(4)靠近上游的一侧，横浇道(5)出口端通过辅助内浇口(3)与叶片下缘板型腔中部连通。
2.根据权利要求1所述的一种空心涡轮导向叶片浇注方法，其特征在于，陶瓷保温棉的厚度为6-9mm。
3.根据权利要求1所述的一种空心涡轮导向叶片浇注方法，其特征在于，若干组的内浇口组件沿直浇道(7)轴向依次设置和/或沿直浇道(7)的中轴线呈对称设置。
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