[發(fā)明專利]基于中空/多孔結(jié)構抑制緣板雜晶的葉片鑄型制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910544113.0
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110252958B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 魯中良;李滌塵;劉哲峰;周人治;常濤歧;苗愷;王程冬;連偉波
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B22C9/22
• 分類號: B22C9/22;B22C9/02;B29C64/379;B29C64/386;B33Y10/00;B33Y40/00;B33Y50/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.基于中空/多孔結(jié)構抑制緣板雜晶的葉片鑄型制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，根據(jù)葉片模型數(shù)據(jù)設計葉片鑄型定向凝固的三維模型；

步驟2，將步驟1中得到的三維模型導入有限元模擬軟件中，進行離散化處理，得到離散化數(shù)據(jù)模型；

步驟3，將步驟2中得到的離散化數(shù)據(jù)模型中的模擬用基本參數(shù)導入計算機數(shù)值模擬軟件中對定向凝固過程進行模擬計算并提取測溫點的溫度變化曲線；

步驟4，通過關鍵點測溫實驗與步驟3中得到的測溫點的溫度變化曲線進行對比，并校準模擬參數(shù)，并將該模擬參數(shù)作為校準后的數(shù)值模擬計算的基本參數(shù)；

步驟5，根據(jù)步驟4中得到的校準后的數(shù)值模擬計算的基本參數(shù)，在葉片鑄型定向凝固的三維模型上得到局部過冷區(qū)域的緣板位置，并在該位置處增加緣板中空/多孔結(jié)構，形成葉片鑄型定向凝固的三維模型的二次建模；

步驟6，將步驟5得到的葉片鑄型定向凝固的三維模型的二次建模導入數(shù)值模擬分析系統(tǒng)進行計算分析，得到葉片局部過冷孤立域是否存在，若存在，則修改緣板中空/多孔結(jié)構中的中空結(jié)構或多孔結(jié)構的尺寸，直到局部過冷孤立域消失，之后得到葉片鑄型定向凝固的三維模型的三次建模；

步驟7，將步驟6中得到的葉片鑄型定向凝固的三維模型的三次建模進行樹脂模具設計并制造，得到鑄型的樹脂模具；

步驟8，根據(jù)步驟7中得到的鑄型的樹脂模具完成基于緣板中空/多孔結(jié)構抑制緣板雜晶缺陷的葉片鑄型的制備；

其中，步驟5中，緣板中空/多孔結(jié)構包括緣板本體（1），緣板本體（1）的中心開設有安裝孔（101），緣板本體（1）的面板上開設有中空結(jié)構（102）或若干個通孔（103）。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于中空/多孔結(jié)構抑制緣板雜晶的葉片鑄型制備方法，其特征在于，步驟2中，有限元模擬軟件為PROCAST有限元模擬軟件。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于中空/多孔結(jié)構抑制緣板雜晶的葉片鑄型制備方法，其特征在于，步驟3中，模擬用基本參數(shù)包括預熱溫度、澆鑄溫度、抽拉速度、熱傳導系數(shù)、輻射換熱系數(shù)以及所用材料的熱物性參數(shù)。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于中空/多孔結(jié)構抑制緣板雜晶的葉片鑄型制備方法，其特征在于，步驟4中，過關鍵點測溫實驗與步驟3中得到的測溫點的溫度變化曲線進行對比，并校準模擬參數(shù)，并將該模擬參數(shù)作為校準后的數(shù)值模擬計算的基本參數(shù)的具體方法包括：在基本參數(shù)條件相同的情況下，在實際澆注過程中實時測定各個測溫點的實際溫度變化數(shù)據(jù)，并將實時測得的實際溫度變化數(shù)據(jù)與步驟3中得到的測溫點的溫度變化曲線進行對比分析；根據(jù)對比分析結(jié)果對熱傳導系數(shù)和輻射換熱系數(shù)進行調(diào)整，直到相對溫度誤差符合要求，并以此參數(shù)作為校準后的數(shù)值模擬計算的基本參數(shù)。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于中空/多孔結(jié)構抑制緣板雜晶的葉片鑄型制備方法，其特征在于，中空結(jié)構（102）為隨形結(jié)構，其高度為2mm～5mm；修改緣板中空/多孔結(jié)構中的中空結(jié)構或多孔結(jié)構的尺寸，直到局部過冷孤立域消失的具體方法是：

將中空結(jié)構的初始高度設定為2mm，利用PROCAST有限元模擬軟件對葉片鑄型定向凝固的三維模型的二次建模進行模擬計算，當緣板局部仍存在過冷時，則沿等溫線彎曲方向?qū)⒅锌战Y(jié)構增加1mm，直至過冷消失。

6.根據(jù)權利要求1所述的基于中空/多孔結(jié)構抑制緣板雜晶的葉片鑄型制備方法，其特征在于，通孔（103）的孔徑為1mm～2mm；修改緣板中空/多孔結(jié)構中的中空結(jié)構或多孔結(jié)構的尺寸，直到局部過冷孤立域消失的具體方法是：

將通孔（103）的初始孔徑設定為1mm，利用PROCAST有限元模擬軟件對葉片鑄型定向凝固的三維模型的二次建模進行模擬計算，當緣板局部仍存在過冷時，則沿等溫線彎曲方向?qū)⒅锌战Y(jié)構增加0.2mm，直至過冷消失。