CN110052583A - 一种空心导向叶片精密铸造工艺 - Google Patents

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薛锋锋
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Abstract

本发明的一种空心导向叶片精密铸造工艺，采用型壳与型芯组合的方式有效保证了叶片壁厚的尺寸精度；通过对预热温度和浇注温度的调整，保证铸件本身的补缩通道畅通；通过采用顶注式浇注***、设置冒口以及放置冷铁，实现铸件从下到上、从铸件到冒口的顺序凝固。本发明的空心导向叶片精密铸造工艺可靠稳定，铸件成品率和合格率均得到了提高，整体铸件无缩松。

Description

一种空心导向叶片精密铸造工艺
技术领域
本发明涉及精密铸造领域，尤其涉及一种空心导向叶片精密铸造工艺。
背景技术
铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一。铸造作为一种金属加工工艺，在我国发展逐渐成熟。
导向叶片是内腔结构复杂的空心叶片，是重型燃气轮机的核心部件之一。导向叶片的外形尺寸大、质量大，内部型腔结构复杂，尺寸精度高，冶金质量要求高。该叶片内腔为交错网格结构，叶身及通道为无余量铸造表面，两端有较大的缘板，在生产过程中存在壁厚不均、转角和厚大凸台处易出现缩松等缺陷。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种空心导向叶片精密铸造工艺。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种空心导向叶片精密铸造工艺，包括以下步骤：
S1.进行浇注***蜡模、型壳蜡模、型芯蜡模以及多个冒口蜡模的压制；
S2.使用步骤S1中的型芯蜡模制作型芯；
S3.将步骤S1中的浇注***蜡模、型壳蜡模和冒口蜡模进行组合，得蜡模组树，所述冒口蜡模设于空心导向叶片各个热节部位，使用得到的蜡模组树制作型壳；
S4.将型壳与型芯进行组合，预热处理后进行浇注；
S5.将浇注好的铸件进行脱壳处理，再经过切割、打磨、热处理以及精整步骤，得精整铸件；
S6.将步骤S5中的精整铸件依次进行尺寸检测、荧光检测、X光检测，即得。
步骤S1中的冒口蜡模为球形，浇注***蜡模为顶注式浇注***蜡模。
步骤S2中型芯工艺流程为玻璃料粉制备、锆英砂粉预处理、添加剂→混合→浆料制备→成型→焙烧→性能检测。
步骤S3中在制作型壳过程中后段，在制壳材料中加入导热性好、比热容大的材料，制壳完成后，浇注前在型壳相应位置放置冷铁。
步骤S4中的预热温度为900~1080℃，浇注温度为1420~1550℃。
步骤S5中铸件成形后通过机械或化学溶蚀将型芯从铸件中清除。
为保证浇注过程中铸件壁厚保持稳定，在型壳上增加金属芯撑。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：采用型壳与型芯组合的方式有效保证了叶片壁厚的尺寸精度；通过对预热温度和浇注温度的调整，保证铸件本身的补缩通道畅通；通过采用顶注式浇注***、设置冒口以及放置冷铁，实现铸件从下到上、从铸件到冒口的顺序凝固。本发明的空心导向叶片精密铸造工艺可靠稳定，铸件成品率和合格率均得到了提高，整体铸件无缩松。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
本发明提供了一种空心导向叶片精密铸造工艺，包括以下步骤：
S1.进行浇注***蜡模、型壳蜡模、型芯蜡模以及多个冒口蜡模的压制，其中，冒口蜡模为球形，浇注***蜡模为顶注式浇注***蜡模，以保证补缩能力；
S2.使用步骤S1中的型芯蜡模制作型芯，型芯的作用是形成空心导向叶片的内腔，型芯工艺流程为玻璃料粉制备、锆英砂粉预处理、添加剂→混合→浆料制备→成型→焙烧→性能检测；
S3.将步骤S1中的浇注***蜡模、型壳蜡模和冒口蜡模进行组合，得蜡模组树，冒口蜡模设于空心导向叶片的各个热节部位，使用得到的蜡模组树制作型壳，在制壳过程中，在一定层数之后，在制壳材料中加入一定量导热性好、比热容大的材料，制壳完成后，浇注前在型壳外相应位置放置冷铁；
S4.将型壳与型芯进行组合，整个形状由型壳与型芯共同组成以保证叶片壁厚的尺寸精度，预热处理后进行浇注，预热温度为900~1080℃，浇注温度为1420~1550℃，并且控制浇注时间在4~10s；
S5.将浇注好的铸件进行脱壳处理，再经过切割、打磨、热处理以及精整步骤，得精整铸件，铸件成形后通过机械或化学溶蚀将型芯从铸件中清除；
S6.将步骤S5中的精整铸件依次进行尺寸检测、荧光检测、X光检测，即得。
在步骤S4中，为了保证浇注过程中铸件壁厚保持稳定，在型壳上增加金属芯撑。制壳完成后，金属芯撑与芯头固定端共同对型芯起固定作用，以保证浇注过程铸件壁厚稳定。
为了加强冒口的补缩效果，浇注前采用保温棉包裹型壳，使金属液凝固过程中的散热速度得到控制，以实现由铸件至冒口的顺序凝固。
型壳相对较厚大的小缘板两处筋条上开设浇口，并采用模数较大的球形大冒口，保证了补缩能力。
浇铸后的铸件在凝固过程中会产生很大的收缩应力，与型壳的阻力相互作用。由于铸件形状的不规则，铸件各个部位受力不均匀，从而导致逐渐变形。采用修整模具和矫正模型相结合的方法对模型预加反变形，并在模型上设计工艺拉筋，使模型各部位收缩应力尽量一致。
本发明的一种空心导向叶片精密铸造工艺，采用型壳与型芯组合的方式有效保证了叶片壁厚的尺寸精度；通过对预热温度和浇注温度的调整，保证铸件本身的补缩通道畅通；通过采用顶注式浇注***、设置冒口以及放置冷铁，实现铸件从下到上、从铸件到冒口的顺序凝固。本发明的空心导向叶片精密铸造工艺可靠稳定，铸件成品率和合格率均得到了提高，整体铸件无缩松。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种空心导向叶片精密铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.进行浇注***蜡模、型壳蜡模、型芯蜡模以及多个冒口蜡模的压制；
S2.使用步骤S1中的型芯蜡模制作型芯；
S3.将步骤S1中的浇注***蜡模、型壳蜡模和冒口蜡模进行组合，得蜡模组树，所述冒口蜡模设于空心导向叶片各个热节部位，使用得到的蜡模组树制作型壳；
S4.将型壳与型芯进行组合，预热处理后进行浇注；
S5.将浇注好的铸件进行脱壳处理，再经过切割、打磨、热处理以及精整步骤，得精整铸件；
S6.将步骤S5中的精整铸件依次进行尺寸检测、荧光检测、X光检测，即得。
2.如权利要求1所述的一种空心导向叶片精密铸造工艺，其特征在于，步骤S1中的冒口蜡模为球形，浇注***蜡模为顶注式浇注***蜡模。
3.如权利要求1所述的一种空心导向叶片精密铸造工艺，其特征在于，步骤S2中型芯工艺流程为玻璃料粉制备、锆英砂粉预处理、添加剂→混合→浆料制备→成型→焙烧→性能检测。
4.如权利要求1所述的一种空心导向叶片精密铸造工艺，其特征在于，步骤S3中在制作型壳过程中后段，在制壳材料中加入导热性好、比热容大的材料，制壳完成后，浇注前在型壳相应位置放置冷铁。
5.如权利要求1所述的一种空心导向叶片精密铸造工艺，其特征在于，步骤S4中的预热温度为900~1080℃，浇注温度为1420~1550℃。
6.如权利要求1所述的一种空心导向叶片精密铸造工艺，其特征在于，步骤S5中铸件成形后通过机械或化学溶蚀将型芯从铸件中清除。
7.如权利要求1所述的一种空心导向叶片精密铸造工艺，其特征在于，为保证浇注过程中铸件壁厚保持稳定，在型壳上增加金属芯撑。
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