[發(fā)明專利]航空發(fā)動機(jī)燃燒室浮動壁瓦片的精密鑄造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310242092.X
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN103302242A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董安平;閆乃舜;張佼;王俊;王國祥;孫寶德
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: B22C9/04
• 分類號: B22C9/04;B22C7/02;B22C9/22;B22D18/04;C22C19/05
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精密鑄造方法領(lǐng)域，具體地，涉及一種航空發(fā)動機(jī)燃燒室浮動壁瓦片的精密鑄造方法。

背景技術(shù)

隨著航空發(fā)動機(jī)性能的不斷提高，為了提高火焰筒壁內(nèi)部的換熱能力，提高冷卻效率并使火焰筒壁溫度均勻分布，逐步發(fā)展了浮動壁結(jié)構(gòu)火焰筒，成為歐美先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)普遍采用的主流結(jié)構(gòu)。浮動壁散熱器瓦片部件是一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的超薄高溫合金小型鑄件，該鑄件具有特殊氣道冷卻，其特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁超薄、精度要求非常高，且在150mm×60mm的面積上布有200個孔徑為1.0mm的透氣孔，鑄造工藝極其復(fù)雜，變形控制要求亦十分嚴(yán)格。采用常規(guī)高溫合金精密鑄造方法，面臨著鑄造工藝繁瑣，產(chǎn)品內(nèi)部冶金質(zhì)量及合格率很難控制，加工周期長等問題。

中國專利公開號為101966558A，該專利提供了一種大型鑄件的精密鑄造方法,它包括:用計算機(jī)設(shè)計出大型鑄件的三維圖形;用五軸聯(lián)動刀具雕刻原始模型,制成大型鑄件模型;然后將大型鑄件模型沾上多層硅溶膠涂料和撒上砂后進(jìn)行干燥;再將大型鑄件模型放入焙燒爐內(nèi)焙燒二次,金屬溶液澆鑄到模殼中;在金屬溶液成型后,破碎掉模殼,得到鑄件;用射線探傷法檢測大型鑄件的內(nèi)在質(zhì)量,用三坐標(biāo)檢測儀對大型鑄件的外形尺寸進(jìn)行檢測;對大型鑄件進(jìn)行后處理。但該專利無法保證高溫合金復(fù)雜薄壁鑄件的順利充型、凝固，很難滿足實際生產(chǎn)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)工藝繁瑣，產(chǎn)品性能低下，加工周期長等存在的問題，提供一種航空發(fā)動機(jī)燃燒室浮動壁瓦片的精密鑄造方法，將主要鑄造工藝參數(shù)簡化為控制真空度，加壓速度，保壓壓力，保壓時間，較好地控制工藝參數(shù)，控制金屬液的充型凝固過程，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短加工周期。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種航空發(fā)動機(jī)燃燒室浮動壁瓦片的精密鑄造方法，具體步驟如下：

（1）設(shè)計出零件電腦模型，通過3D打印技術(shù)得到帶有澆注系統(tǒng)的模型；

（2）把涂料涂在制好的蠟?zāi)１砻妫餐?0層，每涂一層后在其表面淋砂，進(jìn)行自然干燥，最后進(jìn)行風(fēng)干；

（3）涂料完畢后進(jìn)行脫蠟并燒結(jié)制成瓦片型殼；

（4）將型殼裝入調(diào)壓鑄造設(shè)備的上罐，升液管部分通過調(diào)壓裝置上下罐的隔板進(jìn)入下罐的坩堝中，將升液管周圍縫隙用石棉網(wǎng)塞緊，周圍填砂緊固型殼；

（5）將零件所用高溫合金加入調(diào)壓裝置下罐的坩堝中；

（6）密封調(diào)壓裝置罐體，并將兩罐抽真空至10^-5mbar～10^-2mbar；

（7）啟動調(diào)壓鑄造裝置內(nèi)的中頻爐熔煉坩堝中的金屬，并保持兩罐體中的真空度；

（8）向調(diào)壓裝置兩罐體內(nèi)充入氬氣調(diào)節(jié)罐體內(nèi)壓強(qiáng)，使上下罐體產(chǎn)生壓差，使熔融合金在壓差的作用下進(jìn)入型殼，進(jìn)行澆注；

（9）澆注結(jié)束后，保持上下罐中壓力為2～3bar，持續(xù)15-25min，泄壓，冷卻至室溫。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明在高溫合金調(diào)壓鑄造初期型腔內(nèi)保持負(fù)壓，防止氣體以原子或分子形式進(jìn)入液態(tài)金屬，減少了鑄件中氣孔、氧化夾雜等缺陷的產(chǎn)生；通過對澆筑過程中壓力和加壓速度的調(diào)節(jié)可有效地控制金屬液的充型過程，提高金屬液的充型能力，減少充型過程中的紊流與飛濺，減少夾雜的形成；金屬液凝固過程中施加壓力，提高金屬液的凝固補(bǔ)縮能力，減少零件中縮松縮孔的產(chǎn)生，并改善鑄件的組織結(jié)構(gòu)，提高鑄件的各項性能。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯：

圖1為本發(fā)明調(diào)壓鑄造原理圖及工藝曲線圖；

圖2為本發(fā)明航空發(fā)動機(jī)燃燒室浮動壁瓦片零件示意圖；

圖中：P₁為調(diào)壓鑄造裝置上罐的壓強(qiáng)；P₂為調(diào)壓鑄造裝置下罐的壓強(qiáng)。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

以下實施例中，采用的鑄造裝置可以采用現(xiàn)有技術(shù)，比如公開號為102717051A的中國發(fā)明專利，該專利提供的一種高溫合金復(fù)雜薄壁鑄件調(diào)壓精密鑄造裝置。