[發明專利]一種用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度的方法

無效

• 申請號: 201310001000.9
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN103056313A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 寧英;王延輝;李漢運;丁山;劉建平
• 申請（專利權）人: 沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司
• 主分類號: B22C21/14
• 分類號: B22C21/14;B22C9/04
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 任玉龍

技術領域

本發明涉及航空發動機及燃氣輪機類使用空心單晶葉片型芯的制造技術領域，特別涉及了一種用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度的方法。

背景技術

陶瓷型芯是形成其復雜內腔、并保證葉片壁厚要求的關鍵部分。由于陶瓷型芯在壓制蠟模過程中需承受高壓蠟液的沖山力，在澆注過程中需經高溫焙燒預熱和高溫鋼水的沖擊，因此，陶瓷型芯必須具有足夠高的室溫強度和高溫強度。

目前生產單晶葉片多采用的是硅皋陶瓷型芯，且由于單晶葉片的內腔較為復雜狹窄，陶瓷型芯的強度，尤其是高溫強度很難滿足單晶葉片的生產需求，在葉片澆注后鑄件露芯率達到90％以上。

發明內容

本發明目的：葉片用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度為了提高型芯抵抗高溫狀態下抵抗金屬液沖擊的能力，預防葉片偏、露芯缺陷的產生，特提供了一種用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度的方法。

為輔助單晶葉片型芯定位，單晶葉片研制過程中采用蠟件表面扎金屬芯撐的方法。同時，為了避免在定向凝固過程中，金屬芯撐點部位鑄件凝固受型殼阻礙，易產生剪切應力，在熱處理過程中誘發新的晶粒產生，導致葉片再結晶，本方法通過規范金屬芯撐點處蠟包的形狀，使其與葉身光滑轉接，同時控制蠟包的高度，避免產生過渡集中的應力，成功降低了再結晶廢品率。

本發明提供了一種用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度的方法，其特征在于：葉片在蠟模組合前，在壁厚檢測點位置，扎上鉑銠絲做金屬芯撐，高度為3～10mm，施針方向為垂直于葉片型面的法線方向，用鑷子夾取，在酒精燈上加熱5～15秒，垂直于葉片型面扎入，再用金屬簽扎取少許白石蠟在酒精燈上加熱1～5秒后，沿金屬芯撐將蠟液滴入形成蠟包，待蠟包冷卻后用金屬簽修整蠟包形狀，做到與葉片型面光滑轉接。

金屬芯撐材料為直徑是0.3～0.5mm鉑銠絲。

本發明的優點：

通過在蠟模表面扎金屬芯撐的方式，可以有效的提高陶瓷型芯抵抗高溫狀態下金屬液沖擊能力，大幅度降低鑄件偏、露芯缺陷的產生。在單晶葉片生產過程巾，未扎金屬芯撐時葉片露芯率幾乎達到100％，扎金屬芯撐后葉片露芯廢品率控制在5％以內，生產實際情況表明，該方法有效可行。由于單晶葉片價格昂貴，低壓渦輪轉子葉片生產過程中，大大降低廢品損失。并且隨著鑄造工藝的發展和提高航空發動機整體性能需求，用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度的方法必將帶來十分可觀的經濟效益。

附圖說明

下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為金屬芯撐形狀示意圖；

圖2為金屬芯撐位置示意圖；

圖中標記1～7為芯撐點的位置。

具體實施方式

實施例1

以0．3mm鉑銠絲為金屬芯撐為原料。切取5mm長直徑為0．3mm的鉑銠絲，用鑷子夾取，在酒精燈上加熱5秒，垂直于葉片型面扎入，再用金屬簽扎取少許白石蠟在酒精燈上加熱2秒后，沿金屬芯撐將蠟液滴入形成蠟包，待蠟包冷卻后用金屬簽修整蠟包形狀，做到與葉片型面光滑轉接。

實施例2

以0．5mm鉑銠絲為金屬芯撐為原料。切取5mm長直徑為0．5mm的鉑銠絲，用鑷子夾取，在酒精燈上加熱10秒，垂直于葉片型面扎入，再用金屬答扎取少許白石蠟在酒精燈加熱4秒后，沿金屈芯撐將蠟液滴入形成蠟包，待蠟包冷卻后用金屬簽修整蠟包形狀，做到與葉片型面光滑轉接。

實施例3

以0．5mm鉑銠絲為金屬芯撐為原料。切取7mm長直徑為0．5mm的鉑銠擔，用鑷子夾取，在酒精燈上加熱15秒，垂直于葉片型面扎入，再用金屬簽扎取少許白石蠟在酒精燈上加熱3秒后，沿金屬芯撐將蠟液滴入形成蠟包，待蠟包冷卻后用金屬簽修整蠟包形狀，做到與葉片型面光滑轉接。

實施例4

以0．3mm鉑銠絲為金屬芯撐為原料。切取7mm長，直徑為0．3mm的鉑銠絲，用鑷子夾取，在酒精燈上加熱5秒，垂直于葉片型面扎入，再用金屬簽扎取少許自石蠟在酒精燈上加熱3秒后，沿金屈芯撐將蠟液滴入形成蠟包，待蠟包冷卻后用金屬簽修整蠟包形狀，做到與葉片型面光滑轉接。