一種用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度的方法
2023-05-30 13:41:06
專利名稱：一種用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度的方法
技術領域：
本發明涉及航空發動機及燃氣輪機類使用空心單晶葉片型芯的製造技術領域，特別涉及了一種用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度的方法。
背景技術：
陶瓷型芯是形成其複雜內腔、並保證葉片壁厚要求的關鍵部分。由於陶瓷型芯在壓制蠟模過程中需承受高壓蠟液的衝山力，在澆注過程中需經高溫焙燒預熱和高溫鋼水的衝擊，因此，陶瓷型芯必須具有足夠高的室溫強度和高溫強度。目前生產單晶葉片多採用的是矽皋陶瓷型芯，且由於單晶葉片的內腔較為複雜狹窄，陶瓷型芯的強度，尤其是高溫強度很難滿足單晶葉片的生產需求，在葉片澆注後鑄件露芯率達到90%以上。
發明內容
本發明目的葉片用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度為了提高型芯抵抗高溫狀態下抵抗金屬液衝擊的能力，預防葉片偏、露芯缺陷的產生，特提供了一種用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度的方法。為輔助單晶葉片型芯定位，單晶葉片研製過程中採用蠟件表面扎金屬芯撐的方法。同時，為了避免在定向凝固過程中，金屬芯撐點部位鑄件凝固受型殼阻礙，易產生剪切應力，在熱處理過程中誘發新的晶粒產生，導致葉片再結晶，本方法通過規範金屬芯撐點處蠟包的形狀，使其與葉身光滑轉接，同時控制蠟包的高度，避免產生過渡集中的應力，成功降低了再結晶廢品率。本發明提供了一種用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度的方法，其特徵在於葉片在蠟模組合前，在壁厚檢測點位置，紮上鉬銠絲做金屬芯撐，高度為3 10mm，施針方向為垂直於葉片型面的法線方向，用鑷子夾取，在酒精燈上加熱5 15秒，垂直於葉片型面扎入，再用金屬籤扎取少許白石蠟在酒精燈上加熱I 5秒後，沿金屬芯撐將蠟液滴入形成蠟包，待蠟包冷卻後用金屬籤修整蠟包形狀，做到與葉片型面光滑轉接。金屬芯撐材料為直徑是O. 3 O. 5mm鉬銠絲。本發明的優點通過在蠟模表面扎金屬芯撐的方式，可以有效的提高陶瓷型芯抵抗高溫狀態下金屬液衝擊能力，大幅度降低鑄件偏、露芯缺陷的產生。在單晶葉片生產過程巾，未扎金屬芯撐時葉片露芯率幾乎達到100%，扎金屬芯撐後葉片露芯廢品率控制在5%以內，生產實際情況表明，該方法有效可行。由於單晶葉片價格昂貴，低壓渦輪轉子葉片生產過程中，大大降低廢品損失。並且隨著鑄造工藝的發展和提高航空發動機整體性能需求，用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度的方法必將帶來十分可觀的經濟效益。
下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明圖1為金屬芯撐形狀示意圖；圖2為金屬芯撐位置示意圖；圖中標記I 7為芯撐點的位置。
具體實施例方式實施例1以O. 3mm鉬銠絲為金屬芯撐為原料。切取5mm長直徑為O. 3mm的鉬銠絲，用鑷子夾取，在酒精燈上加熱5秒，垂直於葉片型面扎入，再用金屬籤扎取少許白石蠟在酒精燈上加熱2秒後，沿金屬芯撐將蠟液滴入形成蠟包，待蠟包冷卻後用金屬籤修整蠟包形狀，做到與葉片型面光滑轉接。實施例2以O. 5mm鉬銠絲為金屬芯撐為原料。切取5mm長直徑為O. 5mm的鉬銠絲，用鑷子夾取，在酒精燈上加熱10秒，垂直於葉片型面扎入，再用金屬答扎取少許白石蠟在酒精燈加熱4秒後，沿金屈芯撐將蠟液滴入形成蠟包，待蠟包冷卻後用金屬籤修整蠟包形狀，做到與葉片型面光滑轉接。實施例3以O. 5mm鉬銠絲為金屬芯撐為原料。切取7mm長直徑為O. 5mm的鉬銠擔，用鑷子夾取，在酒精燈上加熱15秒，垂直於葉片型面扎入，再用金屬籤扎取少許白石蠟在酒精燈上加熱3秒後，沿金屬芯撐將蠟液滴入形成蠟包，待蠟包冷卻後用金屬籤修整蠟包形狀，做到與葉片型面光滑轉接。實施例4以O. 3mm鉬銠絲為金屬芯撐為原料。切取7mm長，直徑為O. 3mm的鉬銠絲，用鑷子夾取，在酒精燈上加熱5秒，垂直於葉片型面扎入，再用金屬籤扎取少許自石蠟在酒精燈上加熱3秒後，沿金屈芯撐將蠟液滴入形成蠟包，待蠟包冷卻後用金屬籤修整蠟包形狀，做到與葉片型面光滑轉接。
權利要求
1.一種用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度的方法，其特徵在於所述的用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度的方法為，葉片在蠟模組合前，在壁厚檢測點位置，紮上鉬銠絲做金屬芯撐，高度為3 10mm，施針方向為垂直於葉片型面的法線方向，用鑷子夾取，在酒精燈上加熱5 15秒，垂直於葉片型面扎入，再用金屬籤扎取少許白石蠟在酒精燈上加熱I 5秒後，沿金屬芯撐將蠟液滴入形成蠟包，待蠟包冷卻後用金屬籤修整蠟包形狀，做到與葉片型面光滑轉接。
2.按照權利要求1所述的用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度的方法，其特徵在於所述的金屬芯撐材料為直徑是O. 3 O. 5mm鉬銠絲。
全文摘要
一種用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度的方法，葉片在蠟模組合前，在壁厚檢測點位置，紮上鉑銠絲做金屬芯撐，高度為3～10mm，施針方向為垂直於葉片型面的法線方向，用鑷子夾取，在酒精燈上加熱5～15秒，垂直於葉片型面扎入，再用金屬籤扎取少許白石蠟在酒精燈上加熱1～5秒後，沿金屬芯撐將蠟液滴入形成蠟包，待蠟包冷卻後用金屬籤修整蠟包形狀，做到與葉片型面光滑轉接。本發明的優點有效的提高陶瓷型芯抵抗高溫狀態下金屬液衝擊能力，大幅度降低鑄件偏、露芯缺陷的產生，大大降低廢品損失。並且隨著鑄造工藝的發展和提高航空發動機整體性能需求，用金屬芯撐增加單晶葉片型芯強度的方法必將帶來十分可觀的經濟效益。
文檔編號B22C21/14GK103056313SQ201310001000
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月5日 優先權日2013年1月5日
發明者寧英, 王延輝, 李漢運, 丁山, 劉建平 申請人:瀋陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司