專(zhuān)利名稱(chēng)：一種等軸晶渦輪工作葉片毛坯鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等軸晶渦輪工作葉片鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種等軸晶渦輪工作葉片毛還鑄造方法。
背景技術(shù)：
以往的航空用等軸晶渦輪葉片，其冶金標(biāo)準(zhǔn)都允許葉片內(nèi)部存在一定程度的冶金缺陷。但是，隨著新型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制項(xiàng)目的增多，新一代的航空發(fā)動(dòng)機(jī)迫切需要提高燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能，對(duì)渦輪葉片的性能及冶金質(zhì)量也提出了更高的要求。葉片疏松的產(chǎn)生機(jī)理:當(dāng)液態(tài)金屬充滿(mǎn)型腔后，此時(shí)液態(tài)金屬通過(guò)鑄型向外散熱，隨著熱量的傳出，金屬產(chǎn)生液態(tài)體收縮，可能導(dǎo)致鑄件在最后凝固的部位產(chǎn)生縮孔或疏松。疏松缺陷會(huì)影葉片組織的致密性；減少有效面積，使機(jī)械性能大大降低。本專(zhuān)利里的等軸晶渦輪葉片標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，葉片內(nèi)部不允許出現(xiàn)任何形式的疏松缺陷。并且由于該葉片葉身是無(wú)余量鑄造葉片，如果內(nèi)部產(chǎn)生疏松缺陷，無(wú)法通過(guò)打磨等方法去除，并且標(biāo)準(zhǔn)要求不允許補(bǔ)焊。所以，一旦葉身內(nèi)部產(chǎn)生疏松缺陷，葉片只能報(bào)廢，無(wú)法挽救。人們迫切希望獲得一種技術(shù)效果優(yōu)良的等軸晶渦輪工作葉片毛坯鑄造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)效果優(yōu)良的等軸晶渦輪工作葉片毛坯鑄造方法。本發(fā)明提供了一種等軸晶渦輪工作葉片毛坯鑄造方法，其特征在于:首先，采用底注和頂注式澆注系統(tǒng)；成組鑄造等軸晶渦輪工作葉片，每組4-20件工作葉片沿葉片圓周分布；然后在溫度均勻一致、熱量分布均勻的情況下(為了保證每個(gè)葉片的鑄造質(zhì)量保持一致)，為了消除葉身內(nèi)部的疏松缺陷，我們?cè)诿恳粋€(gè)待澆筑葉片的葉背中間部位粘貼附帶結(jié)構(gòu)連接到直澆道上形成補(bǔ)縮冒口，并最終形成頂注、底注及側(cè)注混合式澆注系統(tǒng)，以便打破型殼中鋼水的的凝固順序，使鋼水在鑄型中形成有效的補(bǔ)縮通道，將鋼水的最后凝固區(qū)提升到澆冒口中，通過(guò)澆冒系統(tǒng)的切除以便得到完好的鑄件；最后，使用頂注、底注及側(cè)注混合式澆注系統(tǒng)進(jìn)行鑄造得到等軸晶渦輪工作葉片鑄件毛坯。所述等軸晶渦輪工作葉片毛坯鑄造方法，其特征在于:在葉背中間部位粘貼并連接到直澆道上形成補(bǔ)縮冒口的附帶結(jié)構(gòu)具體為長(zhǎng)20-80mm、寬20mm、厚度1.5mm的梯形塊；該梯形塊通過(guò)內(nèi)徑為IOmm的圓柱管連接到直澆道上形成補(bǔ)縮冒口，并形成頂注、底注及側(cè)注混合式澆注系統(tǒng)。通過(guò)該方法生產(chǎn)出的葉片鑄件，經(jīng)X射線(xiàn)檢測(cè)，葉片內(nèi)部的疏松缺陷完全消除，達(dá)到了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。本發(fā)明在葉 身上設(shè)置補(bǔ)縮冒口的側(cè)注、底注及頂注混合式的工藝方法，解決了葉片內(nèi)部的疏松缺陷，極大的提高了渦輪葉片的冶金質(zhì)量及機(jī)械性能。
葉片疏松的產(chǎn)生機(jī)理:當(dāng)液態(tài)金屬充滿(mǎn)型腔后，此時(shí)液態(tài)金屬通過(guò)鑄型向外散熱，隨著熱量的傳出，金屬產(chǎn)生液態(tài)體收縮，可能導(dǎo)致鑄件在最后凝固的部位產(chǎn)生縮孔或疏松。疏松缺陷會(huì)影葉片組織的致密性；減少有效面積，使機(jī)械性能大大降低。本發(fā)明技術(shù)背景中所述的等軸晶渦輪葉片相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:葉片內(nèi)部不允許出現(xiàn)任何形式的疏松缺陷。并且由于該葉片葉身是無(wú)余量鑄造葉片。如果內(nèi)部產(chǎn)生疏松缺陷，無(wú)法通過(guò)打磨等方法去除，并且標(biāo)準(zhǔn)要求不允許補(bǔ)焊，所以，一旦葉身內(nèi)部產(chǎn)生疏松缺陷，葉片只能報(bào)廢，無(wú)法挽救。本發(fā)明涉及的渦輪葉片，其冶金標(biāo)準(zhǔn)要求極為嚴(yán)格，在射線(xiàn)檢測(cè)的X光底片上，葉身上不允許出現(xiàn)任何形式的疏松缺陷。在以往葉片的標(biāo)準(zhǔn)上，未曾提過(guò)此要求。本發(fā)明所述的鑄造方法是打破傳統(tǒng)的頂注及底注式葉片蠟件組合方案，采用在葉身上設(shè)置補(bǔ)縮冒口的側(cè)注、底注及頂注混合式的工藝方法，解決了葉片內(nèi)部的疏松缺陷，極大的提高了渦輪葉片的冶金質(zhì)量及機(jī)械性能。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:圖1為渦輪葉片模型簡(jiǎn)圖(圖1中橢圓型所示區(qū)域范圍為易產(chǎn)生輸送缺陷的范圍);圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的頂注式組合方案原理示意圖；圖3為本發(fā)明所述頂注、底注及側(cè)注混合式澆注系統(tǒng)原理示意圖(圖3中I為在每一個(gè)待澆筑葉片的葉背中間部位粘貼附帶結(jié)構(gòu)，其寬度為20mm，厚度為1.5mm ；2為管狀的內(nèi)徑IOmm的圓柱形補(bǔ)縮冒口)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1一種等軸晶渦輪工作葉片毛坯鑄造方法:首先，采用底注和頂注式澆注系統(tǒng)；成組鑄造等軸晶渦輪工作葉片，每組4-20件工作葉片沿葉片圓周分布；然后在溫度均勻一致、熱量分布均勻的情況下(為了保證每個(gè)葉片的鑄造質(zhì)量保持一致)，為了消除葉身內(nèi)部的疏松缺陷，我們?cè)诿恳粋€(gè)待澆筑葉片的葉背中間部位粘貼附帶結(jié)構(gòu)連接到直澆道上形成補(bǔ)縮冒口，并最終形成頂注、底注及側(cè)注混合式澆注系統(tǒng)，以便打破型殼中鋼水的的凝固順序，使鋼水在鑄型中形成有效的補(bǔ)縮通道，將鋼水的最后凝固區(qū)提升到澆冒口中，通過(guò)澆冒系統(tǒng)的切除以便得到完好的鑄件；最后，使用頂注、底注及側(cè)注混合式澆注系統(tǒng)進(jìn)行鑄造得到等軸晶渦輪工作葉片鑄件毛坯。所述等軸晶渦輪工作葉片毛坯鑄造方法中，在葉背中間部位粘貼并連接到直澆道上形成補(bǔ)縮冒口的附帶結(jié)構(gòu)具體為長(zhǎng)20-80mm、寬20mm、厚度1.5mm的梯形塊；該梯形塊通過(guò)內(nèi)徑為IOmm的圓柱管連接到直澆道上形成補(bǔ)縮冒口，并形成頂注、底注及側(cè)注混合式澆注系統(tǒng)。通過(guò)該方法生產(chǎn)出的葉片鑄件，經(jīng)X射線(xiàn)檢測(cè)，葉片內(nèi)部的疏松缺陷完全消除，達(dá)到了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
本實(shí)施例在葉身上設(shè)置補(bǔ)縮冒口的側(cè)注、底注及頂注混合式的工藝方法，解決了葉片內(nèi)部的疏松缺陷，極大的提高了渦輪葉片的冶金質(zhì)量及機(jī)械性能。葉片疏松的產(chǎn)生機(jī)理:當(dāng)液態(tài)金屬充滿(mǎn)型腔后，此時(shí)液態(tài)金屬通過(guò)鑄型向外散熱，隨著熱量的傳出，金屬產(chǎn)生液態(tài)體收縮，可能導(dǎo)致鑄件在最后凝固的部位產(chǎn)生縮孔或疏松。疏松缺陷會(huì)影葉片組織的致密性；減少有效面積，使機(jī)械性能大大降低。本實(shí)施例技術(shù)背景中所述的等軸晶渦輪葉片相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:葉片內(nèi)部不允許出現(xiàn)任何形式的疏松缺陷。并且由于該葉片葉身是無(wú)余量鑄造葉片。如果內(nèi)部產(chǎn)生疏松缺陷，無(wú)法通過(guò)打磨等方法去除，并且標(biāo)準(zhǔn)要求不允許補(bǔ)焊，所以，一旦葉身內(nèi)部產(chǎn)生疏松缺陷，葉片只能報(bào)廢，無(wú)法挽救。本實(shí)施例涉及的渦輪葉片，其冶金標(biāo)準(zhǔn)要求極為嚴(yán)格，在射線(xiàn)檢測(cè)的X光底片上，葉身上不允許出現(xiàn)任何形式的疏松缺陷。在以往葉片的標(biāo)準(zhǔn)上，未曾提過(guò)此要求。本實(shí)施例所述的鑄造方法是打破傳統(tǒng)的頂注及底注式葉片蠟件組合方案，采用在葉身上設(shè)置補(bǔ)縮冒口的側(cè)注、底注及頂注混合式的工藝方法，解決了葉片內(nèi)部的疏松缺陷，極大的提高了渦輪葉片的冶金質(zhì)量及機(jī)械·性能。
權(quán)利要求
1.一種等軸晶渦輪工作葉片毛坯鑄造方法，其特征在于首先，采用底注和頂注式澆注系統(tǒng)；成組鑄造等軸晶渦輪工作葉片，每組4-20件工作葉片沿葉片圓周分布；然后在溫度均勻一致、熱量分布均勻的情況下，在每一個(gè)待澆筑葉片的葉背中間部位粘貼附帶結(jié)構(gòu)連接到直澆道上形成補(bǔ)縮冒口，并最終形成頂注、底注及側(cè)注混合式澆注系統(tǒng)； 最后，使用頂注、底注及側(cè)注混合式澆注系統(tǒng)進(jìn)行鑄造得到等軸晶渦輪工作葉片鑄件毛還。
2.按照權(quán)利要求I所述等軸晶渦輪工作葉片毛坯鑄造方法，其特征在于在葉背中間部位粘貼并連接到直澆道上形成補(bǔ)縮冒口的附帶結(jié)構(gòu)具體為長(zhǎng)20-80mm、寬20mm、厚度·1.5mm的梯形塊；該梯形塊通過(guò)內(nèi)徑為IOmm的圓柱管連接到直澆道上形成補(bǔ)縮冒口，并形成頂注、底注及側(cè)注混合式澆注系統(tǒng)。
全文摘要
一種等軸晶渦輪工作葉片毛坯鑄造方法，其特征在于首先，采用底注和頂注式澆注系統(tǒng)；成組鑄造等軸晶渦輪工作葉片，每組4-20件工作葉片沿葉片圓周分布；然后在溫度均勻一致、熱量分布均勻的情況下，在每一個(gè)待澆筑葉片的葉背中間部位粘貼附帶結(jié)構(gòu)連接到直澆道上形成補(bǔ)縮冒口，并最終形成頂注、底注及側(cè)注混合式澆注系統(tǒng)；最后，使用頂注、底注及側(cè)注混合式澆注系統(tǒng)進(jìn)行鑄造得到等軸晶渦輪工作葉片鑄件毛坯。上述方法生產(chǎn)出的葉片鑄件經(jīng)Ⅹ射線(xiàn)檢測(cè)，葉片內(nèi)部的疏松缺陷完全消除，達(dá)到了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。其解決了葉片內(nèi)部的疏松缺陷，極大的提高了渦輪葉片的冶金質(zhì)量及機(jī)械性能。
文檔編號(hào)B22C9/22GK103252452SQ20131019599
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月23日
發(fā)明者王麗萍, 王鐵軍, 王永明, 馮文剛, 白素春 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司