[發明專利]基于發電機葉輪盤的仿真模擬鑄造研究方法

在審

• 申請號: 202111384388.6
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN114101584A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 蔣海春;朱鑫濤;王富;吳子寧;朱玉棠;趙保解;徐敏
• 申請（專利權）人: 泰州市金鷹精密鑄造有限公司
• 主分類號: B22C9/04
• 分類號: B22C9/04;B22C9/08;G06F30/20
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明屬于高溫合金熔模精密鑄造應用技術領域，具體公開了基于發電機葉輪盤的仿真模擬鑄造研究方法，包括以下步驟，步驟（1）通過合金鑄造仿真模擬軟件進行發電機葉輪盤蠟模模型評估，結合發電機葉輪盤蠟模模型評估參數和分析結果，輸入發電機葉輪盤蠟模模型數據參數和模擬環境設置。步驟（2）輸入仿真模擬計算參數，利用合金鑄造仿真模擬軟件進行仿真計算，觀測合金鑄造仿真模擬軟件的計算結果并分析。本發明的有益效果在于：通過模擬不同模殼情形下合金鑄造的發電機葉輪盤，并結合模擬進行分析，進而得出利用高溫合金熔模技術鑄造發電機葉輪盤的模殼參數、溫度參數等，提高所鑄造的發電機葉輪盤產品品質和工作效率，降低加工成本。

技術領域

本發明屬于高溫合金熔模精密鑄造應用技術領域，具體涉及基于發電機葉輪盤的仿真模擬鑄造研究方法，特別是發電機葉輪盤的制造工藝問題。

背景技術

高溫合金的熔模精密鑄造和定向凝固，是制造航空發動機和燃氣輪機單晶（或定向結晶）渦輪葉片的關鍵技術之一。

而隨著高溫合金熔模技術的發展，人們也考慮將其用于鑄造發電機葉輪盤，這就需要對其鑄造工藝過程進行模擬計算，進而提高所鑄造的發電機葉輪盤產品品質和工作效率，降低加工成本。

基于上述問題，本發明提供基于發電機葉輪盤的仿真模擬鑄造研究方法。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供基于發電機葉輪盤的仿真模擬鑄造研究方法，解決使用高溫合金熔模技術鑄造合金發電機葉輪盤所存在的問題。

技術方案：本發明提供的基于發電機葉輪盤的仿真模擬鑄造研究方法，包括以下步驟，步驟（1）通過合金鑄造仿真模擬軟件進行發電機葉輪盤蠟模模型評估，結合發電機葉輪盤蠟模模型評估參數和分析結果，輸入發電機葉輪盤蠟模模型數據參數和模擬環境設置。步驟（2）輸入仿真模擬計算參數，利用合金鑄造仿真模擬軟件進行仿真計算，觀測合金鑄造仿真模擬軟件的計算結果并分析。

本技術方案的，所述步驟1中通過觀察發電機葉輪盤蠟模模型，并對發電機葉輪盤蠟模模型進行措施改進，包括以下情形，（a）葉片排氣邊厚度小于0.5mm，有欠注現象，此處需加厚蠟模0.5mm，后處理通過旋轉銼打磨去除；（b）葉片進氣邊厚度小于0.5mm，有欠注現象，此處需加厚蠟模0.3mm，后處理通過旋轉銼打磨去除，同時內環外側臺階填平；（c）葉片排氣邊整體厚度小于1mm；（d）內環法蘭厚度約為1.5mm；（e）零件外環壁厚約為2mm，外環內壁臺階填平作為機加余量加厚至3mm，改善不縮；（f）排氣邊側外環壁厚2.5mm；（g）得出發電機葉輪盤蠟模模型形態和改進，法蘭邊填滿為圓周形態、孔、槽特征需堵住；所述步驟1中的模擬環境設置，首先將葉片與外環壁的圓角參數設置為1mm，再將內環法蘭與內壁環的連接面圓角參數設置為3mm，再將內環法蘭的孔圓角參數設置為2.5mm，最后增加內環法蘭的圓角。

本技術方案的，所述步驟2中仿真模擬計算參數如下：合金牌號，inconel 719；澆注溫度，熔點+100℃；模殼預熱溫度，1000℃；澆注速度，10 kg/s；澆注重量，6.5kg；模殼，莫來砂；模殼厚度，葉片部分5層/4mm，其它部分8層/6mm；合金熔點范圍，1210-1344℃；合金密度，8.2。

本技術方案的，所述步驟2的仿真模擬計算參數中，熱處理制度：1）兼顧高溫拉伸和持久，954-982℃保溫1h+氣冷-718℃/8h+氣冷（56℃/h）到621℃保溫8h+氣冷到室溫；2）兼顧室溫和低溫拉伸，1066℃保溫1-2h+氣冷-718℃/8h+氣冷（56℃/h）到621℃保溫8h+氣冷到室溫。