[發明專利]用于單晶葉片高強度纖維模殼的制備方法

在審

• 申請號: 202110494402.1
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113182494A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 陳鈺瑋;朱鑫濤;張東寧;陳仁娟
• 申請（專利權）人: 西安醫學院
• 主分類號: B22C9/04
• 分類號: B22C9/04;B22C9/22;B22C3/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明屬于精密鑄造應用技術領域，具體公開了用于單晶葉片高強度纖維模殼的制備方法，包括以下步驟，步驟1、配制漿料。步驟2、制殼。步驟3、脫蠟，制殼完成后脫蠟，控制溫度約為150℃，壓力0.8MPa，在10分鐘內完成脫蠟，保持良好通風，干燥12h。步驟4、焙燒，焙燒的爐膛溫度1200℃，將模殼放置于爐膛內，保溫1h后取出冷卻至室溫。步驟5、模殼包裹碳纖維布，將步驟1制得的漿料在模殼的外層涂刷，同時將碳纖維布置于漿桶內浸濕，取出后將碳纖維布與模殼纏繞貼合，擠出空氣，最后進行干燥。本發明的有益效果在于：其所制備的單晶葉片模殼品質優，進而提高單晶葉片的質量，提高經濟效益，降低生產成本和管控成本。

技術領域

本發明屬于精密鑄造應用技術領域，具體涉及用于單晶葉片高強度纖維模殼的制備方法。

背景技術

航空發動機和燃氣輪機被譽為機械制造工業的皇冠，是軍用飛機、大型客機、特種船舶、新型主戰坦克、民用發電領域等的動力之源。高溫合金單晶葉片由于其優異的高溫性能被廣泛的應用在航空發動機和燃氣輪的第一級葉片，是航空發動機和燃氣輪機中的核心部件。其性能決定著兩機的工作效率。高溫合金單晶葉片的無余量精密制造，是金屬材料成型技術方面的尖端技術。該技術的成熟與發展直接關系到航空發動機和燃氣輪機技術的發展。

目前，我國高性能高溫合金單晶葉片主要采購國外公司的產品，如德國西門子，日本三菱，美國PCC，英國Rolls-Royce,美國通用，法國賽峰等公司，這樣很大程度上提高了我國航空發動機和燃氣輪機制造成本。以重型燃機的一級單晶葉片為例，如果采用國外廠商的產品，一片葉片的制造成本在40萬元左右，市場售價達100萬元，但如果采用國產葉片，制造成本只有10萬元左右。同樣，對于航空發動機葉片，每一片單晶葉片的市場價值相當于一輛寶馬車，如果我國可以自主生產將會大大降低航空發動機的制造成本。

隨著我國航母、新型戰艦、民機、重型燃機輪機等的快速發展，高性能高溫合金的需求日益增加，研發和生產高效率燃氣輪機和大推重比、低燃油率航空發動機是大勢所趨，高溫合金單晶葉片制備技術成為首當其沖要解決的問題。目前我國單晶葉片制備技術積累不足，成品率無法得到保證，葉片的結構設計和制備工工藝落后，該方面技術急需迎頭趕上。

基于上述問題，本發明提供用于單晶葉片高強度纖維模殼的制備方法。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供用于單晶葉片高強度纖維模殼的制備方法，其所制備的單晶葉片模殼品質優，進而提高單晶葉片的質量，提高經濟效益，降低生產成本和管控成本。

技術方案：本發明提供的用于單晶葉片高強度纖維模殼的制備方法，包括以下步驟，步驟1、配制漿料，開混漿桶，加入硅溶膠，加1%的潤濕劑，將混合的剛玉粉分為10等份，均勻撒入漿桶，每等份之間相隔2小時，在加下一等份之前，記錄粘度，備用。步驟2、制殼，（1）掛漿：將蠟模浸入沾漿桶內數秒，取出，用壓縮空氣輕輕吹拂，以除去氣泡并使漿料涂掛均勻，（2）淋砂：掛漿后即進行淋砂，反復轉動蠟模，使砂均勻分布，下次掛漿前，吹盡浮砂，（3）重復以上操作，直到預定層數，（4）對于以上列出的干燥方案，分別進行試驗，觀察效果，（5）封漿：將蠟模浸入漿桶內，充分浸潤，取出，干燥。步驟3、脫蠟，制殼完成后脫蠟，控制溫度約為150℃，壓力0.8MPa，在10分鐘內完成脫蠟，保持良好通風，干燥12h。步驟4、焙燒，焙燒的爐膛溫度1200℃，將模殼放置于爐膛內，保溫1h后取出冷卻至室溫。步驟5、模殼包裹碳纖維布，將步驟1制得的漿料在模殼的外層涂刷，同時將碳纖維布置于漿桶內浸濕，取出后將碳纖維布與模殼纏繞貼合，擠出空氣，最后進行干燥。

本技術方案的，所述步驟1中配制漿料的粉液比為2.9：1，320目剛玉粉/200目剛玉粉比為2：1。