[發(fā)明專利]非擇優(yōu)取向單晶導(dǎo)向空心葉片鑄造裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110289907.4
• 申請(qǐng)日: 2021-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN113070454A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付秋偉;張家添;王君武;孔小青;賈敬惠;羅梅芳;李俊;姜序珍;張海潮;黃文藝;譚其松;陳璐;蔣肖亮;朱勛垚;李秀珍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴陽航發(fā)精密鑄造有限公司
• 主分類號(hào): B22C9/22
• 分類號(hào): B22C9/22;B22C9/04;B22C9/08;C30B15/00;C30B29/52
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 張力波

本發(fā)明涉及非擇優(yōu)取向單晶導(dǎo)向空心葉片鑄造裝置，屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片鑄造技術(shù)領(lǐng)域。本非擇優(yōu)取向單晶導(dǎo)向空心葉片鑄造裝置，包括澆口杯的底端連接上圓盤，上圓盤的底端連通補(bǔ)縮冒口的一端，補(bǔ)縮冒口的另一端連接葉片蠟?zāi)＃丫Х糯笃鞯纳隙诉B接二級(jí)放大器。有益效果：由于籽晶及引晶輔助澆道的應(yīng)用，使得葉片緣板及葉身無雜晶，單晶完整性良好，且有效控制了葉片取向的偏離度及分散度，實(shí)現(xiàn)單晶導(dǎo)向空心葉片晶體取向偏離在10°以內(nèi)；澆冒口方案的設(shè)計(jì)有效解決了緣板冶金缺陷問題，顯著提高了成品率，降低了生產(chǎn)成本；型芯自由端的制作，有效避免了空心導(dǎo)向葉片壁厚尺寸的超差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及非擇優(yōu)取向單晶導(dǎo)向空心葉片鑄造裝置及方法。

背景技術(shù)

近年來，在我國大力發(fā)展國防軍工，并給予航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)極大關(guān)注的大背景下，多種型號(hào)導(dǎo)向葉片也逐步要求為鑄造單晶葉片，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成型困難，工藝要求極高。導(dǎo)向葉片的緣板長懸臂特征，葉片尺寸大，使得蠟件及鑄件在收縮過程中容易出現(xiàn)翹曲、變形等情況，單晶完整性難以保證，緣板雜晶，葉身雜晶，再結(jié)晶缺陷難以解決，取向控制更加困難；大小緣板厚大，熔注過程中補(bǔ)縮困難，緣板疏松嚴(yán)重，冶金質(zhì)量更是難以保證，嚴(yán)重影響到葉片的生產(chǎn)效率；導(dǎo)向空心葉片內(nèi)腔復(fù)雜，對(duì)型芯尺寸及高溫強(qiáng)度要求較高，型芯高溫強(qiáng)度不足易使鑄件偏芯漏芯，導(dǎo)致壁厚尺寸不合格，鑄件合格率低。

由于單晶導(dǎo)向結(jié)構(gòu)尺寸較大，內(nèi)腔復(fù)雜，取向控制難度極大，且制備非擇優(yōu)晶體取向，傳統(tǒng)的選晶法工藝只能制備單晶高溫合金的[001]擇優(yōu)取向，已無法滿足[111]非擇優(yōu)取向單晶導(dǎo)向葉片的制備條件，但是可以通過籽晶法實(shí)現(xiàn)單晶高溫合金非擇優(yōu)取向[111]的生長,且該型葉片上下緣板厚度為1cm，緣板尺寸大，單晶完整性成型困難，雜晶報(bào)廢率高。

因此，提出一種非擇優(yōu)取向單晶導(dǎo)向空心葉片鑄造裝置及方法以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題提供非擇優(yōu)取向單晶導(dǎo)向空心葉片鑄造裝置，由于籽晶及引晶輔助澆道的應(yīng)用，使得葉片緣板及葉身無雜晶，單晶完整性良好，且有效控制了葉片取向的偏離度及分散度，實(shí)現(xiàn)單晶導(dǎo)向空心葉片晶體取向偏離在10°以內(nèi)；澆冒口方案的設(shè)計(jì)有效解決了緣板冶金缺陷問題，顯著提高了成品率，降低了生產(chǎn)成本；型芯自由端的制作，有效避免了空心導(dǎo)向葉片壁厚尺寸的超差。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：本非擇優(yōu)取向單晶導(dǎo)向空心葉片鑄造裝置包括澆口杯、上圓盤、支撐澆道、下圓盤、籽晶、籽晶放大器、二級(jí)放大器，所述澆口杯的底端連接所述上圓盤，所述上圓盤的底端連通補(bǔ)縮冒口的一端，所述補(bǔ)縮冒口的另一端連接葉片蠟?zāi)＃鲎丫Х糯笃鞯纳隙诉B接所述二級(jí)放大器，所述籽晶的一端伸入到籽晶放大器內(nèi)，另一端垂直連接所述下圓盤，所述二級(jí)放大器連接所述葉片蠟?zāi)５南露耍鋈~片蠟?zāi)５南露苏辰右Ч鲝乃鋈~片蠟?zāi)Ｏ戮壈逅闹苓吔翘幹了鋈~片蠟?zāi)Ｉ暇壈逅闹苓吔翘帲鋈~片蠟?zāi)５南戮壈灞砻嫔显O(shè)有用于制造型芯自由端的型芯凸臺(tái)。

有益效果：由于籽晶及引晶輔助澆道的應(yīng)用，使得葉片緣板及葉身無雜晶，單晶完整性良好，且有效控制了葉片取向的偏離度及分散度，實(shí)現(xiàn)單晶導(dǎo)向空心葉片晶體取向偏離在10°以內(nèi)；澆冒口方案的設(shè)計(jì)有效解決了緣板冶金缺陷問題，顯著提高了成品率，降低了生產(chǎn)成本；型芯自由端的制作，有效避免了空心導(dǎo)向葉片壁厚尺寸的超差及鑄件斷芯問題。

進(jìn)一步，所述引晶片遠(yuǎn)離所述葉片蠟?zāi)Ｒ欢诉B接有引晶棒。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：防止由于蠟片太薄而造成的型殼破裂問題。

進(jìn)一步，所述引晶棒的直徑為4-6mm。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：結(jié)構(gòu)簡單，使晶粒順利生長至上緣板位置，避免上緣板邊角位置形成雜晶，提高鑄件單晶完整性。

進(jìn)一步，所述籽晶伸入到所述籽晶放大器的長度大于5mm。