[發(fā)明專利]一種整鑄蓋板結構定向渦輪葉片澆注工藝方法

有效

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• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104325083A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設計）人: 彭志江;張明俊;樂獻剛;尚偉;孫寶才
• 申請（專利權）人: 沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責任公司
• 主分類號: B22C9/04
• 分類號: B22C9/04;B22C9/24
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 任凱

技術領域

本發(fā)明涉及一種葉片澆注工藝方法，具體涉及一種整鑄蓋板結構定向渦輪葉片澆注工藝方法。

背景技術

傳統(tǒng)的渦輪工作葉片葉尖為蓋板后焊結構，隨著發(fā)動機性能的提高，對葉片的承溫能力的要求越來越高，這種蓋板后焊結構的葉片在使用過程中有脫落現(xiàn)象，給葉片及發(fā)動機的可靠性帶來了隱患。為更好的適用發(fā)動機性能提高的要求，整鑄蓋板結構渦輪工作葉片的制造必不可少。

葉片具有復雜的內腔結構，整鑄成型葉片需要制作陶瓷型芯，而整鑄蓋板結構渦輪工作葉片，則需要在陶瓷型芯的結構中成型蓋板的部位嵌入玻璃管，傳統(tǒng)澆注工藝中澆注溫度與拉晶溫度相同，澆注過程中合金液對陶瓷型芯及玻璃管沖擊力大，容易造成陶瓷型芯及玻璃管發(fā)生斷裂，降低了葉片的包芯率及精鑄合格率。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種整鑄蓋板結構定向渦輪葉片澆注工藝方法，減少了合金液對陶瓷型芯及玻璃管的沖擊力，避免了澆注過程中陶瓷型芯及玻璃管的偏、漏、斷問題，保證了葉片的冶金質量，提高了精鑄合格率。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種整鑄蓋板結構定向渦輪葉片澆注工藝方法，該方法為合金液在高溫狀態(tài)澆注，在低溫狀態(tài)時進行拉晶。

所述的整鑄蓋板結構定向渦輪葉片澆注工藝方法，具體包括如下步驟：

步驟一：將制備好陶瓷型芯及玻璃管的型殼裝入型殼室，將母合金加入熔化室，將型殼室、熔化室抽真空，當型殼室、熔化室的真空度達到不大于6.67Pa時，型殼室、熔化室的加熱器開始送電，加熱型殼、熔化母合金；

步驟二：將熔化室的加熱器功率調整到最高，母合金熔化為合金液后，將熔化室溫度控制在1600～1620℃進行高溫熔體處理3～5min，將熔化室的真空度控制在不大于5.00Pa；

步驟三：將型殼的溫度控制在1490～1510℃并保溫18～25min；

步驟四：測量熔化室溫度，當熔化室溫度降到1550±10℃時開始向型殼澆注合金液，澆注時間控制在15～30s，熔化室、型殼室的真空度控制在不大于2.00Pa；

步驟五：合金液充滿型殼的型腔后，靜置1～2min，待合金液充分孕育后開始拉晶，拉晶速率控制在5.5～6.5mm/min。

所述的整鑄蓋板結構定向渦輪葉片澆注工藝方法，其優(yōu)選方案為，澆注合金液時熔化室采用低功率帶電方式。

所述的整鑄蓋板結構定向渦輪葉片澆注工藝方法，其中所述母合金為DZ125、DZ125L或DZ22。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、本發(fā)明的方法中，合金液在高溫狀態(tài)下澆注，合金液在高溫下粘度相對較小流動性更好，有效減小了充型過程中合金液對型殼中的陶瓷型芯及玻璃管的沖擊力，也就減少了澆注過程中陶瓷型芯及玻璃管的偏、漏、斷問題，保證了葉片的冶金質量，提高了精鑄合格率，減少了資源的浪費，提高了生產效率。

2、本發(fā)明的方法中，母合金重熔過程中經高溫熔體過熱處理后凈化了合金液，使熔體更加均勻，有利于定向渦輪葉片冶金質量的提高。

3、本發(fā)明的方法中，型殼的溫度控制在1490～1510℃并保溫18～25min后方可澆注合金液；合金液經過復雜的澆注系統(tǒng)充滿型腔后，在此過程中其溫度下降大約40～60℃；這樣葉片的定向凝固(即拉晶)溫度也就控制在了1490～1510℃，保證了葉片在低溫狀態(tài)時進行拉晶成型。

附圖說明

圖1為整鑄蓋板結構定向渦輪葉片澆注工藝方法的流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種整鑄蓋板結構定向渦輪葉片澆注工藝方法，包括如下步驟：

步驟一：將制備好陶瓷型芯及玻璃管的型殼裝入型殼室，將母合金加入熔化室，將型殼室、熔化室抽真空，當型殼室、熔化室的真空度達到不大于6.67Pa時，型殼室、熔化室的加熱器開始送電，加熱型殼、熔化母合金；

步驟二：將熔化室的加熱器功率調整到最高，母合金熔化為合金液后，將熔化室溫度控制在1610℃進行高溫熔體處理5min，將熔化室的真空度控制在不大于5.00Pa；

步驟三：將型殼的溫度控制在1490℃并保溫20min；

步驟四：測量熔化室溫度，當熔化室溫度降到1550℃時，熔化室采用低功率帶電工作方式開始向型殼澆注合金液，澆注時間控制在30s，熔化室、型殼室的真空度控制在不大于2.00Pa；

步驟五：合金液充滿型殼的型腔后，靜置2min，待合金液充分孕育后開始拉晶，拉晶速率控制在5.5mm/min；

所述母合金為DZ125。