[發(fā)明專利]一種重型燃機(jī)Ⅱ級導(dǎo)向器葉片用型殼的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610134052.3
• 申請日: 2006-10-26
• 公開（公告）號: CN101168484A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊勝群;叢健;張世東;司連友
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/63;B28B7/16
• 代理公司: 沈陽晨創(chuàng)科技專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 張晨

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及R0110重型燃機(jī)II級導(dǎo)向器葉片的制備技術(shù)，具體地，提供了鑄造用R0110重型燃機(jī)II級導(dǎo)向器葉片的硅基陶瓷型芯及其制備，鑄造用R0110重型燃機(jī)II級導(dǎo)向器葉片型殼的制造方法，R0110重型燃機(jī)II級導(dǎo)向器葉片的澆注方法。

背景技術(shù)：

R0110重型燃機(jī)II級導(dǎo)向器葉片為大型復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)等軸晶無余量空心熔模精鑄葉片，外形尺寸大(尺寸為以往導(dǎo)向葉片的2～3倍，體積為其6～9倍)，其上、下緣板面積大，并且內(nèi)腔為交錯(cuò)網(wǎng)格狀復(fù)雜結(jié)構(gòu)(如圖1、2)，尺寸精度要求高。該葉片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚屬首創(chuàng)，在葉片的鑄造制備方面，無論是從內(nèi)腔的陶瓷型芯、型殼的制備、以及澆注的工藝條件上來說，也都提出了更高的要求，

首先無論是從尺寸體積上，還是復(fù)雜程度上，R0110重型燃機(jī)II級導(dǎo)向器葉片形成內(nèi)腔的陶瓷型芯均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有的國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)向葉片用陶瓷型芯(見圖1)。由于陶瓷型芯的大尺寸及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的事實(shí)，決定了不能用傳統(tǒng)的陶瓷型芯制造工藝生產(chǎn)該型芯，同時(shí)還要考慮到葉片澆注后的脫除問題。如果采用傳統(tǒng)的硅基陶瓷型芯制造工藝，首先面臨的是型芯的燒成問題，該問題主要是型芯的裂紋及變形。如果型芯焙燒過程中產(chǎn)生裂紋，有可能不能獲得完整的型芯(型芯在焙燒后從焙燒罐中取出時(shí)就已斷裂或根本取不出)，也有可能在型芯上產(chǎn)生微小的裂紋，在制蠟?zāi)；驖沧⒌倪^程中因強(qiáng)度不足而發(fā)生斷裂，導(dǎo)致陶瓷型芯無法使用。采用傳統(tǒng)方法即使型芯在焙燒后不斷裂，也有可能產(chǎn)生變形，當(dāng)變形量較大時(shí)，陶瓷型芯將無法使用，在制蠟?zāi)５倪^程中，在陶瓷型芯在蠟?zāi)Ｄ＞咧芯鸵呀?jīng)斷裂，壓出蠟?zāi)：笮托緮嗔褵o法使用。裂紋及變形產(chǎn)生的主要原因是陶瓷型芯在焙燒過程中的收縮率過大造成的。傳統(tǒng)硅基型芯在焙燒過程中要產(chǎn)生大約0.4～1.2％的燒成收縮，這樣在焙燒過程中會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，造成型芯的斷裂，如果通過在焙燒前填料不振實(shí)的辦法減小裂紋的話，那么會(huì)造成變形量較大的問題，這樣就會(huì)在裂紋和變形間產(chǎn)生一對矛盾，顧此失彼，或者兩者同時(shí)存在。由于R0110重型燃機(jī)II級導(dǎo)向器葉片用陶瓷芯的特殊性，所以傳統(tǒng)工藝根本無法滿足該型芯的生產(chǎn)。其次傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的陶瓷型芯還面臨著葉片澆注完后陶瓷型芯從葉片中脫除的問題。由于該葉片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，內(nèi)腔氣冷通道錯(cuò)綜復(fù)雜，并且陶瓷型芯的脫除口狹小，這就決定了陶瓷型芯從葉片中的脫除是極其困難的，如果葉片在腐蝕液中浸泡過長時(shí)間，會(huì)對葉片的金屬材料造成腐蝕，嚴(yán)重的會(huì)影響葉片的正常使用而必須報(bào)廢。傳統(tǒng)的工藝制造硅基陶瓷型芯的空隙率較低，一般為23～30％，因此不利于腐蝕液向陶瓷型芯內(nèi)部的滲入，所以影響脫芯速度。

另外，R0110重型燃機(jī)II級導(dǎo)向器葉片外形尺寸大，尺寸精度要求高，其上、下緣板面積大，葉片重量重，并且緣板上有5mm的封嚴(yán)溝槽等(見圖2)。以上結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得R0110重型燃機(jī)II級導(dǎo)向器葉片在鑄造上具有很大難度，對其熔模鑄造型殼有特殊的要求，要求型殼有足夠的高溫強(qiáng)度和高的高溫?fù)隙燃傲己玫耐俗屝裕笮蜌さ淖灾刈冃瘟啃。瑐鹘y(tǒng)的型殼制造方法已不能滿足要求。

最后，對于以往的透平機(jī)導(dǎo)向器葉片來講，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，傳統(tǒng)的澆冒系統(tǒng)及組合方案為側(cè)注式，雖然有排氣性好、金屬液對鑄型的沖擊較小等優(yōu)點(diǎn)，但對于R0110重型燃機(jī)II級導(dǎo)向器葉片并不適用。這是因?yàn)镽0110重型燃機(jī)II級導(dǎo)向器葉片的內(nèi)腔為錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)格式結(jié)構(gòu)，并且壁厚較薄，陶瓷型芯在內(nèi)部對金屬的補(bǔ)縮起阻擋作用，造成補(bǔ)縮不暢，由此導(dǎo)致側(cè)注式方案使得葉片葉身厚大部位處產(chǎn)生大的縮孔缺陷，并且容易造成冷隔和欠鑄缺陷的出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的之一在于提供一種硅基陶瓷型芯及其制備技術(shù)，通過該方法制備的硅基陶瓷型芯沒有裂紋及變形，并且易于脫除。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種R0110重型燃機(jī)II級導(dǎo)向器葉片用型殼的制造方法，通過該方法制備的R0110重型燃機(jī)II級導(dǎo)向器葉片用型殼具備足夠的高溫強(qiáng)度和高的高溫?fù)隙燃傲己玫耐俗屝裕⑶易灾刈冃瘟啃。梢詽M足鑄造R0110重型燃機(jī)II級導(dǎo)向器葉片的使用要求。

本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種R0110重型燃機(jī)II級導(dǎo)向器葉片的澆鑄方法，該方法具有良好充型性能的，并且易于形成順序凝固而獲得組織致密的鑄件。

本發(fā)明具體提供了一種硅基陶瓷型芯，其特征在于：所述型芯由下述重量百分比組成的原料制備而成：

多孔石英玻璃粉????30～50％；

莫來石礦化劑??????10～15％；

增塑劑????????????18～22％；