CN107755636A - 一种快速解决燃机叶片铸造变形的方法 - Google Patents

一种快速解决燃机叶片铸造变形的方法 Download PDF

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李海松
巩秀芳
朱广智
杨功显
郭雄
陶飞
刘艳领
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04—Use of lost patterns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould

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Abstract

本发明公开了一种快速解决燃机叶片铸造变形的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）利用三维造型软件设计燃机叶片浇注***，并导入有限元软件中，模拟计算燃机叶片浇注***温度分布，精确定位燃机叶片先于周边最先降温凝固区域；（2）取与燃机叶片对应的蜡模模组，在所述蜡模模组的表面涂挂涂料，并依次进行脱蜡、焙烧、冷却处理后，得到模壳；（3）在燃机叶片先于周边最先降温凝固区域对应的模壳上包裹一定厚度的陶瓷保温棉；（4）将包裹好的模壳进行焙烧，并将焙烧好的模壳取出进行浇注。本发明精确定位燃机叶片变形区域，提高了燃机叶片铸件的合格率，且便于操作，是解决燃机叶片因收缩应力而产生变形的一种有效方法。

Description

一种快速解决燃机叶片铸造变形的方法
技术领域
本发明涉及精密铸造领域，具体地讲是一种快速解决燃机叶片铸造变形的方法。
背景技术
重型燃机核心部件透平叶片目前主要采用熔模精铸工艺整体铸造。如某燃机第四级动叶片，全长约380mm，最薄部位仅0.7mm，在精铸后极易变形。为满足叶片设计图纸尺寸的要求，传统的做法是根据铸件结构和经验，采用试错法包裹陶瓷保温棉，反复试验，以期得到尺寸满足设计要求的铸件。此方法虽可以解决铸件变形，但比较盲目，没有针对性，且试验周期长，花费成本高。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种快速解决燃机叶片铸造变形的方法，采用本发明可精确定位铸件变形区域，节约研发及试制成本，大幅度提高铸件尺寸合格率，具有显著的经济效益和社会效益。
实现本发明的技术方案是：一种快速解决燃机叶片铸造变形的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）利用三维造型软件设计燃机叶片浇注***，并导入有限元软件中，模拟计算燃机叶片浇注***温度分布，精确定位燃机叶片先于周边最先降温凝固区域；
（2）取与燃机叶片对应的蜡模模组，在所述蜡模模组的表面涂挂涂料，并依次进行脱蜡、焙烧、冷却处理后，得到模壳；
（3）在燃机叶片先于周边最先降温凝固区域对应的模壳上包裹一定厚度的陶瓷保温棉；
（4）将包裹好的模壳进行焙烧，并将焙烧好的模壳取出进行浇注。
所述步骤（1）中，利用三维造型软件UG或SolidWorks设计燃机叶片浇注***，导出为IGS格式文件；再将IGS文件导入HypeMesh软件，自动划分面网格，导出为STL格式文件；将STL文件导入Mesh 3D文件中，自动划分体网格，导出为mesh格式文件；将mesh文件导入ProCast文件中，设置参数，模拟计算燃机叶片浇注***温度分布，精确定位燃机叶片先于周边最先降温凝固区域。
所述步骤（3）中，用镍铬丝绕在陶瓷保温棉外进行固定，或者在陶瓷保温棉接口的部位用高温粘结剂或高温胶泥粘结。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用计算机数值模拟技术，可精确定位燃机叶片先于周边最先降温凝固区域，此区域率先凝固收缩，引起铸件变形。通过在此区域包裹一定厚度的陶瓷保温棉，可有效降低其凝固速率，使其与周边区域同时凝固，改善铸件变形。
2、本发明可精确定位铸件变形区域，节约研发及试制成本，大幅度提高铸件尺寸合格率，具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明实施例对应过程结构变化示意图。
图中标号：1—最先降温凝固区域，2—模壳，3—陶瓷保温棉。
具体实施方式
如图1所示，一种快速解决燃机叶片铸造变形的方法，包括如下步骤：
（1）利用三维造型软件UG或SolidWorks设计燃机叶片浇注***，导出为IGS格式文件；再将IGS文件导入HypeMesh软件，自动划分面网格，导出为STL格式文件；将STL文件导入Mesh 3D文件中，自动划分体网格，导出为mesh格式文件；将mesh文件导入ProCast文件中，设置参数，模拟计算燃机叶片浇注***温度分布，精确定位燃机叶片先于周边最先降温凝固区域1；
（2）取与燃机叶片对应的蜡模模组，在所述蜡模模组的表面涂挂涂料，并依次进行脱蜡、焙烧、冷却处理后，得到模壳2；
（3）在燃机叶片先于周边最先降温凝固区域对应的模壳上包裹一定厚度的陶瓷保温棉3；用镍铬丝绕在陶瓷保温棉3外进行固定，或者在陶瓷保温棉3接口的部位用高温粘结剂或高温胶泥粘结；
（4）将包裹好的模壳2进行焙烧，并将焙烧好的模壳2取出进行浇注。
本发明采用计算机数值模拟技术，可精确定位燃机叶片先于周边最先降温凝固区域，此区域率先凝固收缩，引起铸件变形。通过在此区域包裹一定厚度的陶瓷保温棉，可有效降低其凝固速率，使其与周边区域同时凝固，改善铸件变形。本发明可精确定位铸件变形区域，节约研发及试制成本，大幅度提高铸件尺寸合格率，具有显著的经济效益和社会效益。

Claims (3)

1.一种快速解决燃机叶片铸造变形的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）利用三维造型软件设计燃机叶片浇注***，并导入有限元软件中，模拟计算燃机叶片浇注***温度分布，精确定位燃机叶片先于周边最先降温凝固区域；
（2）取与燃机叶片对应的蜡模模组，在所述蜡模模组的表面涂挂涂料，并依次进行脱蜡、焙烧、冷却处理后，得到模壳；
（3）在燃机叶片先于周边最先降温凝固区域对应的模壳上包裹一定厚度的陶瓷保温棉；
（4）将包裹好的模壳进行焙烧，并将焙烧好的模壳取出进行浇注。
2.根据权利要求1所述快速解决燃机叶片铸造变形的方法，其特征在于：所述步骤（1）中，利用三维造型软件UG或SolidWorks设计燃机叶片浇注***，导出为IGS格式文件；再将IGS文件导入HypeMesh软件，自动划分面网格，导出为STL格式文件；将STL文件导入Mesh 3D文件中，自动划分体网格，导出为mesh格式文件；将mesh文件导入ProCast文件中，设置参数，模拟计算燃机叶片浇注***温度分布，精确定位燃机叶片先于周边最先降温凝固区域。
3.根据权利要求1所述快速解决燃机叶片铸造变形的方法，其特征在于：所述步骤（3）中，用镍铬丝绕在陶瓷保温棉外进行固定，或者在陶瓷保温棉接口的部位用高温粘结剂或高温胶泥粘结。
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