一種用于空心單晶葉片的澆注系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于空心單晶葉片的澆注系統(tǒng)，屬于熔模精密鑄造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]某渦輪工作葉片屬復(fù)雜氣冷空心單晶葉片，其外形由葉身、安裝板、延伸段及榫頭組成。其中葉身壁厚厚薄相差懸殊，最厚3.5_，最薄0.5_。該類禍輪工作葉片在鑄造過程中通常采用頂注式澆注系統(tǒng)，該澆注系統(tǒng)由澆口杯、上圓盤澆道、支撐棒和選晶器組成，采用這種澆注系統(tǒng)澆注的葉片易產(chǎn)生夾雜、疏松、雜晶、大角度晶界、小角度晶界、斑馬晶和晶體取向偏離，不能滿足技術(shù)要求，鑄件報(bào)廢率達(dá)95%以上，合格率小于5%，導(dǎo)致大量葉片報(bào)廢，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)研制周期延長，不能確保葉片按時(shí)交付。因此，研制一種空心單晶葉片澆注系統(tǒng)，以降低葉片鑄件報(bào)廢率，是目前熔模精密鑄造技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有單晶葉片澆注系統(tǒng)所存在的不足，提供了一種用于空心單晶葉片的澆注系統(tǒng)。從而提高葉片合格率及生產(chǎn)效率，減少經(jīng)濟(jì)損失，縮短研制周期，確保葉片按時(shí)交付。
[0004]本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。
[0005]—種用于空心單晶葉片的澆注系統(tǒng)，包括澆口杯、補(bǔ)縮長方塊、葉片蠟件、引晶段、圓盤及直澆道，所述直澆道和引晶段分別垂直安裝在圓盤上，所述直澆道上端通過陶瓷過濾網(wǎng)與澆口杯連通，下端通過內(nèi)澆道與引晶段連通，所述引晶段通過螺旋選晶器與葉片蠟件下端連通，所述葉片蠟件上端與補(bǔ)縮長方塊連通，所述補(bǔ)縮長方塊通過集渣排氣孔與澆口杯上部連通。
[0006]所述葉片蠟件上端還設(shè)置有補(bǔ)縮冒口。
[0007]所述陶瓷過濾網(wǎng)的直徑為35?40mm,厚度為8?12mm，且呈水平放置。
[0008]所述直饒道為直徑為18?22mm的圓柱形結(jié)構(gòu)。
[0009]所述內(nèi)饒道為直徑為6?1mm的圓柱結(jié)構(gòu)。
[0010]所述內(nèi)澆道與直澆道的夾角為30?50°。
[0011]所述引晶段的長、寬、高的比例為3:2:6。
[0012]所述螺旋選晶器的直徑為3?5mm，螺旋圈數(shù)為1.5圈。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014]本實(shí)用新型所述澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，降低了單晶葉片的夾雜、疏松、雜晶、大角度晶界、小角度晶界、斑馬晶和晶體取向偏離報(bào)廢率，使葉片合格率從原來的5%提高到目前23%，大大提高了產(chǎn)品合格率，減少經(jīng)濟(jì)損失，縮短研制周期，確保葉片按時(shí)交付。具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，可在熔模精密鑄造技術(shù)領(lǐng)域廣泛推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:1_澆□杯，2-集渣排氣孔，3-補(bǔ)縮長方塊，4-補(bǔ)縮冒口，5-葉片蠟件，6-螺旋選晶器，7-引晶段，8-圓盤，9-內(nèi)澆道，10-直澆道，11-陶瓷過濾網(wǎng)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型所述的一種用于空心單晶葉片的澆注系統(tǒng)，包括澆口杯
1、補(bǔ)縮長方塊3、葉片蠟件5、引晶段7、圓盤8及直澆道10，所述直澆道10和引晶段7分別垂直安裝在圓盤8上，所述直澆道10上端通過陶瓷過濾網(wǎng)11與澆口杯I連通，下端通過內(nèi)澆道9與引晶段7連通，所述引晶段7通過螺旋選晶器6與葉片蠟件5下端連通，所述葉片蠟件5上端與補(bǔ)縮長方塊3連通，所述補(bǔ)縮長方塊3通過集渣排氣孔2與澆口杯I上部連通。采用本技術(shù)方案，降低了單晶葉片的夾雜、疏松、雜晶、大角度晶界、小角度晶界、斑馬晶和晶體取向偏離報(bào)廢率，葉片鑄件合格率比原來的澆注系統(tǒng)提高6倍多，同時(shí)大大縮短研制周期，確保葉片按時(shí)交付。
[0019]所述葉片蠟件5上端還設(shè)置有補(bǔ)縮冒口 4，通過補(bǔ)縮冒口 4能提高此處的溫度，防止金屬液溫度過低而形核，產(chǎn)生雜晶；同時(shí)起到補(bǔ)縮作用，防止該處產(chǎn)生疏松。
[0020]所述陶瓷過濾網(wǎng)11的直徑為35?40mm，厚度為8?12mm，且呈水平放置。當(dāng)厚度大于12_時(shí)，高溫金屬液流速減慢，葉片排氣邊(薄壁部位)易產(chǎn)生欠注。當(dāng)厚度小于8mm時(shí)，高溫金屬液流速過快，對(duì)形成葉片空腔的陶瓷型芯沖擊過大，導(dǎo)致陶瓷型芯斷裂；陶瓷過濾網(wǎng)集渣能力減弱，導(dǎo)致葉片產(chǎn)生夾雜。
[0021]所述直饒道10為直徑為18?22mm的圓柱形結(jié)構(gòu)。直徑大于22mm時(shí)，浪費(fèi)價(jià)格昂貴的單晶高溫合金(含貴重金屬Re);小于18_時(shí)，高溫金屬液流量小，葉片排氣邊(薄壁部位)易產(chǎn)生欠注。
[0022]所述內(nèi)饒道9為直徑為6?1mm的圓柱結(jié)構(gòu)。直徑大于1mm時(shí)，浪費(fèi)價(jià)格昂貴的單晶高溫合金(含貴重金屬Re)，小于6_時(shí)，高溫金屬液流量小，葉片排氣邊(薄壁部位)易產(chǎn)生欠注。
[0023]所述內(nèi)澆道9與直澆道10的夾角為30?50°。若大于50°，金屬液壓力頭不夠，導(dǎo)致葉片沖型不完整；若小于30°，高溫金屬液對(duì)陶瓷型芯沖擊過大，導(dǎo)致陶瓷型芯斷裂。
[0024]所述引晶段7的長、寬、高的比例為3:2:6，且引晶段7與圓盤8垂直，否則會(huì)導(dǎo)致晶體取向偏離報(bào)廢。
[0025]所述螺旋選晶器6的直徑為3?5mm，螺旋圈數(shù)為1.5圈。螺旋選晶器6的直徑大于5_或小于3_，葉片易產(chǎn)生雜晶導(dǎo)致報(bào)廢；螺旋圈數(shù)小于1.5，葉片易產(chǎn)生多晶導(dǎo)致報(bào)廢。
[0026]所述補(bǔ)縮冒口 4與葉片主應(yīng)力軸的夾角為45?60°。大于60°時(shí)，會(huì)產(chǎn)生雜晶報(bào)廢；小于45°時(shí)，切割時(shí)不易去除補(bǔ)縮冒口 4，易切傷葉片鑄件。
[0027]所述集渣排氣孔2的外圓柱與內(nèi)圓柱借助通孔相連通起到排氣作用，在通孔處，內(nèi)圓柱最低端比外圓柱最頂端低10?12_，當(dāng)雜物掉入時(shí)，起到堆集雜物的作用，雜物不會(huì)掉入葉片型腔，防止葉片產(chǎn)生夾雜。
[0028]采用本實(shí)用新型所述澆注系統(tǒng)在澆注時(shí)，澆口杯I承接高溫金屬液后，直接通過陶瓷過濾網(wǎng)11，進(jìn)入直澆道10，借助內(nèi)澆道9將金屬液引進(jìn)引晶段7，然后通過螺旋選晶器6進(jìn)入葉片蠟件5及補(bǔ)縮冒口 4，最后進(jìn)入補(bǔ)縮長方塊3。該澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，有效的改善了夾雜、疏松、雜晶、大角度晶界、小角度晶界、斑馬晶和晶體取向偏離報(bào)廢，提高了葉片合格率，確保葉片按時(shí)交付。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于空心單晶葉片的澆注系統(tǒng)，其特征在于:包括澆口杯(1)、補(bǔ)縮長方塊(3)、葉片蠟件(5)、引晶段(7)、圓盤⑶及直澆道(10)，所述直澆道(10)和引晶段(7)分別垂直安裝在圓盤(8)上，所述直澆道(10)上端通過陶瓷過濾網(wǎng)(11)與澆口杯(1)連通，下端通過內(nèi)澆道(9)與引晶段(7)連通，所述引晶段(7)通過螺旋選晶器(6)與葉片蠟件(5)下端連通，所述葉片蠟件(5)上端與補(bǔ)縮長方塊(3)連通，所述補(bǔ)縮長方塊(3)通過集渣排氣孔⑵與澆口杯⑴上部連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于空心單晶葉片的澆注系統(tǒng)，其特征在于:所述葉片蠟件(5)上端還設(shè)置有補(bǔ)縮冒口(4)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于空心單晶葉片的澆注系統(tǒng)，其特征在于:所述陶瓷過濾網(wǎng)(11)的直徑為35?40mm，厚度為8?12mm，且呈水平放置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于空心單晶葉片的澆注系統(tǒng)，其特征在于:所述直澆道(10)為直徑為18?22mm的圓柱形結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于空心單晶葉片的澆注系統(tǒng)，其特征在于:所述內(nèi)澆道(9)為直徑為6?10mm的圓柱結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于空心單晶葉片的澆注系統(tǒng)，其特征在于:所述內(nèi)澆道(9)與直澆道(10)的夾角為30?50°。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于空心單晶葉片的澆注系統(tǒng)，其特征在于:所述引晶段(7)的長、寬、高的比例為3:2:6。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于空心單晶葉片的澆注系統(tǒng)，其特征在于:所述螺旋選晶器(6)的直徑為3?5mm，螺旋圈數(shù)為1.5圈。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于空心單晶葉片的澆注系統(tǒng)，包括澆口杯、補(bǔ)縮長方塊、葉片蠟件、引晶段、圓盤及直澆道，所述直澆道和引晶段分別垂直安裝在圓盤上，所述直澆道上端通過陶瓷過濾網(wǎng)與澆口杯連通，下端通過內(nèi)澆道與引晶段連通，所述引晶段通過螺旋選晶器與葉片蠟件下端連通，所述葉片蠟件上端與補(bǔ)縮長方塊連通，所述補(bǔ)縮長方塊通過集渣排氣孔與澆口杯上部連通，所述葉片蠟件上端還設(shè)置有補(bǔ)縮冒口。本實(shí)用新型所述澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，降低了單晶葉片的夾雜、疏松、雜晶、大角度晶界、小角度晶界、斑馬晶和晶體取向偏離報(bào)廢率，大大提高了產(chǎn)品合格率，減少經(jīng)濟(jì)損失，縮短研制周期，確保葉片按時(shí)交付，可在熔模精密鑄造技術(shù)領(lǐng)域廣泛推廣應(yīng)用。
【IPC分類】B22C9/22, B22C9/04
【公開號(hào)】CN205056950
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520779688
【發(fā)明人】馬啟偉, 吳建顥, 臧川, 王君武, 姚剛, 孔小青, 賀文燮, 楊治力, 劉芳琴, 劉波
【申請(qǐng)人】貴陽中航動(dòng)力精密鑄造有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年10月10日