[發明專利]一種航空葉片壓鑄工藝用壓鑄模具

有效

• 申請號: 201910906721.1
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110541082B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 宋揚;王勇;王遠斌;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 成都航宇超合金技術有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C1/06;B22D17/22
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 喬浩剛

本發明屬于航空技術領域，具體的說是一種航空葉片壓鑄工藝用壓鑄模具，該壓鑄模具包括上模和下模，所述下模上方設有上模；上模與下模相互接觸的一側設有用于澆鑄熔煉液的型腔；型腔一側的上模上設有圓臺，圓臺上開設與與型腔連通的澆鑄孔；型腔另一側的上模上開設有與型腔連通的溢流孔；澆鑄孔位于圓臺內的位置設有球形腔；圓臺位于球形腔的位置設有進水管與排水管，進水管與排水管通過圓臺內的水道連通；本發明通過冷卻水對球形腔附近圓臺進行降溫，使得球形腔中的熔煉液快速凝固后對型腔進行保壓，然后停止向澆鑄孔壓入熔煉液，在保證型腔中的壓力的同時提高單個型腔的澆鑄效率，節省成本。

技術領域

本發明屬于航空技術領域，具體的說是一種航空葉片壓鑄工藝用壓鑄模具。

背景技術

渦輪葉片是燃氣渦輪發動機中渦輪段的重要組成部件。高速旋轉的葉片負責將高溫高壓的氣流吸入燃燒器，以維持引擎的工作。為了能保證在高溫高壓的極端環境下穩定長時間工作，渦輪葉片往往采用高溫合金鍛造，并采用不同方式來冷卻例如內部氣流冷卻、邊界層冷卻、抑或采用保護葉片的熱障涂層等方式來保證運轉時的可靠性。

壓力鑄造是一種將液態或半固態金屬或合金，或含有增強物相的液態金屬或合金，在高壓下以較高的速度填充入壓鑄型的型腔內，并使金屬或合金在壓力下凝固形成鑄件的鑄造方法。壓鑄時常用的壓力為4～500MPa，金屬充填速度為0.5—120m/s。因此，高壓、高速是壓鑄法與其他鑄造方法的根本區別，也是重要特點。

壓力鑄造的優點：

(1)生產率高，易于實現機械化和自動化，可以生產形狀復雜的薄壁鑄件。壓鑄鋅合金最小壁厚僅為0.3mm，壓鑄鋁合金最小壁厚約為0.5mm，最小鑄出孔徑為0.7mm。

(2)鑄件尺寸精度高，表面粗糙度值小。壓鑄件尺寸公差等級可達CT3～CT6，表面粗糙度一般為Ra0.8～3.2μm。

(3)壓鑄件中可嵌鑄零件，既節省貴重材料和機加工工時，也替代了部件的裝配過程，可以省去裝配工序，簡化制造工藝。

現有航空發動機葉片多采用壓力鑄造而成，但在壓力鑄造過程中，需要對模具進行長時間的保壓，降低了澆鑄小車的工作效率，同時熔煉液在模具中流動時，容易吸附模具內的殘渣后形成夾渣，影響葉片鑄件的強度。

發明內容

為了彌補現有技術的不足，解決航空發動機葉片在壓力鑄造過程中，需要對模具進行長時間的保壓，降低了澆鑄小車的工作效率，同時熔煉液在模具中流動時，容易吸附模具內的殘渣后形成夾渣，影響葉片鑄件的強度的問題，本發明提出的一種航空葉片壓鑄工藝用壓鑄模具。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：本發明所述的一種航空葉片壓鑄工藝用壓鑄模具，包括以下步驟：

S1準備：鋁錠、精煉劑、鋁鐵中間合金和直徑大小為20mm～40mm的工業硅；制作壓鑄模具；

S2合金熔煉：將稱量好的鋁錠、工業硅和鋁鐵中間合金在770℃～790℃的溫度下熔化；再將合金溫度降到730℃～760℃后扒渣，扒渣時，打渣劑用量為合金重量的0.1％～0.3％；精煉，將扒渣后的合金加熱至730℃～760℃得到合金液，將精煉劑加入合金液中，直到合金液不再冒泡為止，精煉劑的用量為合金液重量的0.15％～0.25％；出爐，合金液精煉完畢后，將合金液澆注成合金錠或者將合金液溫度降至720℃～750℃,再將其澆注到澆包送料，得到熔煉液；

S3壓鑄：熔煉液壓鑄前將壓鑄參數設置為：壓射壓力8～10MPa；然后將壓鑄模具預熱10min～30min，到達模具工作溫度200℃～250℃后進行澆注熔煉液，壓鑄直至鑄件表面質量無冷隔、無澆不足缺陷后，生產的鑄件冷卻后開模取件；

S4整理：去除鑄件溢流瘤子、澆口、毛刺、飛邊；

S5精加工：對整理后的鑄件進行銑孔，得到航空葉片。