[發明專利]一種防止單晶雙聯整鑄渦輪導葉緣板變形的精鑄方法

有效

• 申請號: 202010412376.9
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111496182B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 張劍;郭媛媛;楊振宇;劉晨光;鄭帥;駱宇時
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: B22C7/02
• 分類號: B22C7/02;B22C9/04;B22C9/22
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明涉及一種防止單晶雙聯整鑄渦輪導葉緣板變形的精鑄方法，包括：壓制待鑄造的單晶雙聯整鑄渦輪導葉蠟模，對所述導葉蠟模的上下緣板進行矯形；將矯形后的單晶雙聯整鑄渦輪導葉蠟模緣板上貼置蠟片，蠟片貼置位置為單晶雙聯整鑄渦輪導葉的葉背一側距離葉片進氣邊最遠的緣板懸臂邊緣部位和同側緣板的另一端，蠟片尺寸是根據對應上下緣板尺寸設計的；利用經過矯形并設置所述蠟片的導葉蠟模，制備單晶雙聯整鑄渦輪導葉。本發明的方法在蠟模階段通過矯形和貼置蠟片對葉片緣板的變形進行矯形和補償，從而減小了單晶雙聯整鑄渦輪導葉緣板的變形，提高了該類產品緣板尺寸的合格率。

技術領域

本發明屬于葉片精鑄技術領域，具體涉及一種防止單晶雙聯整鑄渦輪導葉緣板變形的精鑄方法。

背景技術

航空發動機核心部件渦輪導葉(導向葉片)采用了熔模精密鑄造的雙聯整鑄工藝，該單晶雙聯整鑄渦輪導葉為雙聯整鑄，葉片的緣板展角長70mm，葉片整體跨度達270mm，具有較大的三維尺寸及高度的復合彎扭，圓周角達40°。單晶雙聯整鑄渦輪導葉的可靠性高，其承載能力大幅提升，但是給葉片鑄造帶來了巨大的挑戰，其鑄造尺寸更加難以控制。因此，為保障該葉片的尺寸符合設計要求，需要在蠟模壓制后進行緣板變形控制。其緣板變形控制也成為了該葉片能否研制成功的關鍵。

為控制緣板變形，傳統的變形控制方法為在蠟模壓制后焊接長寬為8*3mm 的蠟片來防止緣板變形，雖然該方法可以解決部分變形問題，但是其批次性差，蠟模及鑄件的緣板尺寸難以控制一致，僅靠焊接蠟棒和蠟片無法一致準確的控制緣板尺寸，尤其是新型發動的單晶雙聯整鑄渦輪導葉。

發明內容

鑒于現有技術的上述情況，本發明的目的是提供一種防止單晶雙聯整鑄渦輪導葉緣板變形的精鑄方法，以控制單晶雙聯整鑄渦輪導葉緣板在蠟模壓制及澆注冷卻過程中的變形。

本發明的上述目的是利用以下技術方案實現的：

一種防止單晶雙聯整鑄渦輪導葉緣板變形的精鑄方法，包括以下步驟：

壓制待鑄造的單晶雙聯整鑄渦輪導葉蠟模，對所述導葉蠟模的上下緣板進行矯形；矯形工裝的設計尺寸＝蠟模模具設計尺寸*(1-蠟模收縮率)，采用矯形工裝矯形時間一般為3～10分鐘，使矯形后的蠟模緣板尺寸與矯形工裝設計尺寸一致。

將矯形后的單晶雙聯整鑄渦輪導葉蠟模緣板上貼置蠟片。蠟片貼置位置為單晶雙聯整鑄渦輪導葉的葉背一側距離葉片進氣邊最遠的緣板懸臂邊緣部位和同側緣板的另一端；這樣，通過設置蠟片，可通過對葉片蠟模狀態進行反向控制，控制葉片在澆注過程中發生的變形，從而減小了渦輪葉片緣板處的變形。其中蠟片的長度為對應連接位置處，導葉蠟模上下緣板之間的理論距離減去對應葉片緣板變形量，所述對應變形量為：(導葉鑄件上下緣板在該連接位置的實際間距-導葉鑄件在該位置的理論間距)*(1+ε)，其中ε為鑄件金屬材料在蠟片連接方向上的收縮率，收縮率根據金屬材料的各向異性和組模角度(即，葉片擺放角度)共同確定，導葉鑄件上下緣板在該連接位置的實際間距通過前期制備的葉片鑄件測量獲得。

利用經過矯形并設置所述蠟片的導葉片蠟模，制備單晶雙聯整鑄渦輪導葉。

所述方法還包括在完成單晶雙聯整鑄渦輪導葉的鑄造成形后，切除在所述蠟片位置形成的金屬工藝筋，采用線切割的方式進行切除。

本發明提出的防止單晶雙聯整鑄渦輪導葉緣板變形的精鑄方法，在葉片蠟模制備過程中，通過采用蠟模矯形工裝，對其蠟模狀態的變形進行了有利控制，通過設置蠟片，可控制其在澆注過程中發生的變形對其進行反向控制，從而減小了渦輪葉片緣板處的變形，極大的提高了緣板的尺寸合格率。

附圖說明

圖1是圖解說明本發明方法中采用矯形工裝對緣板進行矯形的示意圖；

圖2是本發明方法中的蠟片的橫截面示意圖；

圖3是本發明方法中貼蠟片后的葉片的示意圖。

具體實施方式