專利名稱：一種防止高溫合金整體渦輪葉輪的葉片欠鑄的方法
技術領域：
本發明是一種防止高溫合金整體渦輪葉 輪的葉片欠鑄的方法，屬于高溫合金精密鑄造技術領域。
背景技術：
燃氣渦輪發動機已成為我國飛機乃至大飛機發展的重要前提和瓶頸。一直以來高溫合金及其零件成型技術都被稱為燃氣渦輪的心臟而被用來制造燃氣渦輪熱端部件。隨著近年我國直升機、無人機的需求不斷的上升，中小型燃氣渦輪發動機市場看好。中小型燃氣渦輪的熱端核心部件——“渦輪”常常采用高溫合金整體渦輪葉輪結構。渦輪盤和葉片整體成型勢必對鑄件生產過程中的缺陷控制乃至合格率提出了更高的要求。在整體渦輪葉輪的制備過程中，葉片欠鑄成為最常見的缺陷之一，而單一葉片的欠鑄就會造成整個渦輪盤的報廢，因此如何防止整體渦輪葉輪葉片欠鑄逐漸引起人們的關注。目前，高溫合金整體渦輪葉輪出現葉片欠鑄問題的主要解決方案為提高合金澆注溫度和殼型溫度或離心鑄造的方式。其缺點是第一、合金采用過高溫度澆注造成鑄件內部晶粒粗大，實際力學性能下降； 第二、殼型溫度上升增加殼型漏鋼幾率；第三、殼型材料在高溫熔體沖刷下容易脫落而產生非金屬夾雜進入鑄件；第四、有些鑄件因葉片很薄即使采用極高的澆注溫度和殼型溫度組合甚至采用離心鑄造，由于殼型內葉片端部“憋氣”仍產生局部葉片欠鑄的現象；第五、如采用離心鑄造需要特殊的工裝卡具，同時要求殼型具有更高的強度，增大了工藝難度。

發明內容
本發明正是針對上述現有技術中存在的缺點而設計提供了一種防止高溫合金整體渦輪葉輪葉片欠鑄的方法，其目的是消除整體渦輪葉輪葉片欠鑄，提高鑄件合格率。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的該種防止高溫合金整體渦輪葉輪的葉片欠鑄的方法，該方法包括首先通過一體模壓成型技術制作整體渦輪葉輪蠟模，該蠟模是由圓形盤體和圓形盤體周圍均勻分布的葉片構成，隨后對該整體渦輪葉輪葉片蠟模經過熔模精密鑄造工藝制殼和脫蠟，其特征在于 對首先完成的整體渦輪葉輪蠟模，在葉片的葉尖部位粘接一段具有一定形狀、尺寸的蠟片， 蠟片的形狀、尺寸為厚度0. 5mm 3mm，寬5mm 30mm，長5mm 30mm，在完成對該整體渦輪葉輪蠟模制殼和脫蠟后，該蠟片在該整體渦輪葉輪型殼內形成一個與蠟片形狀相同的 “儲氣囊，，殼型空腔。將高溫合金在真空感應熔煉爐內重熔并澆注進殼型，形成的整體渦輪葉輪鑄件的形狀與圖一中的蠟模相同，即圓形盤體和周圍均勻分布的葉片以及葉尖部位的金屬片，葉尖多余的金屬片在后工序切除即可。本發明技術方案的優點是1.通過在整體渦輪葉輪型殼內形成一個“儲氣囊”殼型空腔結構，有效避免高溫合金整體渦輪葉輪的葉片欠鑄，提高鑄件合格率；2.葉片尖端非金屬夾雜更易進入“儲氣囊”殼型空腔，有利于改善鑄件的夾雜情況；3.使鑄件可以在相對較低的澆注溫度和殼型溫度下成型，提高鑄件的綜合性能， 同時降低殼型漏鋼的危險；


圖1為本發明方法中蠟片在葉片蠟模 上粘接的結構示意圖
具體實施例方式以下將結合附圖和實施例對本發明技術方案作進一步地詳述參見附圖1所示，整體渦輪葉輪材料為鑄造鎳基高溫合金K424。鑄件最大外徑為 400mm,葉片長度為IOmm 100mm，葉片進排氣邊最小厚度為0. 2mm 2mm。采用本發明所述防止高溫合金整體渦輪葉輪的葉片欠鑄的方法，該方法包括首先通過一體模壓成型技術制作整體渦輪葉輪蠟模，該蠟模是由圓形盤體1和圓形盤體1周圍均勻分布的葉片2構成，隨后對該整體渦輪葉輪蠟模經過熔模精密鑄造工藝制殼和脫蠟，其特征在于對首先完成的整體渦輪葉輪蠟模，在葉片2的葉尖部位粘接一段具有一定形狀、尺寸的蠟片3，蠟片3 的形狀、尺寸為厚度0. 5mm 3mm，寬5mm 30mm，長5mm 30mm，在完成對該整體渦輪葉輪蠟模制殼和脫蠟后，該蠟片3在該整體渦輪葉輪型殼內形成一個與蠟片形狀相同的“儲氣囊”殼型空腔。具體實例1整體渦輪葉輪材料為鑄造鎳基高溫合金K424，鑄件外徑為240mm，葉片長度為 26mm,葉片進排氣邊最小厚度為0. 6mm。在整體渦輪葉輪蠟模1的葉片2的葉尖部位粘接形狀相仿的蠟片3的形狀、尺寸為厚度1mm，寬10mm，長10mm。具體實例2整體渦輪葉輪材料為鑄造鎳基高溫合金K424。鑄件外徑為380mm，葉片長度為 50mm,葉片進排氣邊最小厚度為0. 52mm。在整體渦輪葉輪蠟模1的葉片2的葉尖部位粘接形狀相仿的蠟片3的形狀、尺寸為厚度1mm，寬25mm，長20mm。具體實例3整體渦輪葉輪材料為鑄造鎳基高溫合金K424。鑄件外徑為240mm，葉片長度為 26mm,葉片進排氣邊最小厚度為0. 6mm。在整體渦輪葉輪蠟模1的葉片2的葉尖部位粘接形狀相仿的蠟片3的形狀、尺寸為厚度2mm，寬10mm，長8mm。具體實例4整體渦輪葉輪材料為鑄造鎳基高溫合金K424。鑄件外徑為380mm，葉片長度為 50mm,葉片進排氣邊最小厚度為0. 52mm。在整體渦輪葉輪蠟模1的葉片2的葉尖部位粘接形狀相仿的蠟片3的形狀、尺寸為厚度1. 5mm，寬25mm，長18mm。與現有技術相比，該“儲氣囊”結構可有效防止葉片部位欠鑄，特別是葉身尺寸較薄的排氣邊欠鑄。此外葉片尖端非金屬夾雜更易進入“儲氣囊”殼型空腔，有利于改善鑄件的夾雜情況。還可使鑄件可以在相對較低的澆注溫度和殼型溫度下成型，提高鑄件的綜合性能，同時降低殼型漏鋼的危險。實施例證明，鑄件合格率提高了 2倍以上；成本下降了 50%以上。
權利要求
1. 一種防止高溫合金整體渦輪葉輪的葉片欠鑄的方法，該方法包括首先通過一體模壓成型技術制作整體渦輪葉輪蠟模，該蠟模是由圓形盤體(1)和圓形盤體(1)周圍均勻分布的葉片(2)構成，隨后對該整體渦輪葉輪蠟模經過熔模精密鑄造工藝制殼和脫蠟，其特征在于對首先完成的整體渦輪葉輪蠟模，在葉片(2)的葉尖部位粘接一段具有一定形狀、 尺寸的蠟片(3)，蠟片(3)的形狀、尺寸為厚度0. 5mm 3mm，寬5mm 30mm，長5mm 30mm， 在完成對該整體渦輪葉輪蠟模制殼和脫蠟后，該蠟片(3)在該整體渦輪葉輪型殼內形成一個與蠟片(3)形狀相同的“儲氣囊”殼型空腔。
全文摘要
本發明是一種防止高溫合金整體渦輪葉輪的葉片欠鑄的方法，該方法包括首先通過一體模壓成型技術制作整體渦輪葉輪蠟模，該蠟模是由圓形盤體和圓形盤體周圍均勻分布的葉片構成，隨后對該整體渦輪葉輪蠟模經過熔模精密鑄造工藝制殼和脫蠟，其特征在于對首先完成的整體渦輪葉輪蠟模，在葉片的葉尖部位粘接一段具有一定形狀、尺寸的蠟片，蠟片的形狀、尺寸為厚度0.5mm～3mm，寬5mm～30mm，長5mm～30mm，在完成對該整體渦輪葉輪蠟模制殼和脫蠟后，該蠟片在該整體渦輪葉輪型殼內形成一個“儲氣囊”殼型空腔。與現有技術相比，該“儲氣囊”結構可有效防止葉片部位欠鑄，特別是葉身尺寸較薄的排氣邊欠鑄。此外葉片尖端非金屬夾雜更易進入“儲氣囊”殼型空腔，有利于改善鑄件的夾雜情況。實施例證明，鑄件合格率提高了2倍以上；成本下降了50％以上。
文檔編號B22C9/04GK102441642SQ20111040294
公開日2012年5月9日 申請日期2011年12月6日 優先權日2011年12月6日
發明者唐定中, 湯鑫, 肖程波, 鄭亮, 韓波 申請人:中國航空工業集團公司北京航空材料研究院