專利名稱：重型燃氣輪機的關鍵部件渦輪機匣陶瓷型的精密鑄造方法
技術領域：
本發明涉及到重型燃氣輪機的關鍵部件渦輪機匣精密鑄造技術領域，特別是涉及一種大型復雜薄壁件陶瓷型鑄造方法。
背景技術：
目前，世界上只有美、日、德、法等少數國家具備獨立研制重型燃氣輪機的能力，其核心技術一直被封鎖。作為新一代動力裝置，它被廣泛應用于發電、獨立能源系統、機械驅動、船舶動力等領域。它的研制代表著一個國家和地區重大裝備制造業的總體水平，也是一個國家高新技術工業的具體體現，標志著一個國家的技術發達程度。重型燃氣輪機，由進氣機匣、進口可調導向葉片、壓氣機、擴散器、燃燒室、透平及排氣機匣組成，其機匣一般采用鍛造和鑄造兩種方法制造。前者重量輕、體積小，結構性能好；但加工難度大，且考慮到剛度因素，需整環和半環交錯安裝，故造價較高。后者笨重耗材占空間，且因壁厚而受溫度因素影響大，結構性能較前者差；但加工難度小，并可全部采用半環對接安裝，故造價較低。兩種方法雖各有優劣，目前工程實踐中卻多采用前者。隨著我國精密鑄造技術的不斷提高，重型燃氣輪機其機匣部件開始采用鑄造方法制造，進氣機匣能夠采用熔模鑄造，雖能鑄出尺寸精確、光潔度高的鑄件，但由于本身工藝的限制(大尺寸復雜件蠟型易變形，掛殼困難等)，澆注的鑄件重量一般都較小，最大件只有幾十公斤，適用生產小型、輕型燃氣輪機機匣，而陶瓷型鑄造在同樣具有較高的尺寸精度和表面光潔度的情況下，可生產出重量、尺寸較大的鑄件，適用生產重型燃氣輪機機匣的生產。陶瓷型芯材料成分和制備技術由于受到專利保護，報道較少，一些工廠對陶芯材料的配方、生產工藝、脫除工藝等都嚴格保密。盡管目前陶瓷型芯已基本滿足國內的需求，但與發達國家相比還有相當的差距，特別是在大型復雜薄壁件用陶瓷型芯生產方面，無論是模具的設計與制造，還是陶芯的制備與脫除，尺寸控制，表面光潔度等方面都存在問題。

發明內容
本發明的目的，是提供一種重型燃氣輪機的關鍵部件渦輪機匣陶瓷型的精密鑄造方法，能大幅度提高大型進氣機匣鑄件質量，降低大型進氣機匣鑄件的生產成本，縮短生產周期。采用的技術方案是
重型燃氣輪機的關鍵部件渦輪機匣陶瓷型的精密鑄造方法，包括下述工藝步驟
一、陶瓷型所用的造型材料1.耐火材料鋁礬土、石英粉及鋯砂粉等。2.粘結劑硅酸乙酯水解液。3.脫膜劑鋁粉。鋁礬土粒度為45目、100目、180目，分別存放。石英粉180目。
硅酸乙酯水解液(NH4CL)濃度為16%。二、制作砂套
I、配料按45目鋁礬土 100目鋁礬土 180目鋁礬土 180目石英粉=50-55 :20-25 :5-8的重量比例取鋁礬土和石英粉，配制成砂套干料，再按砂套干料硅酸乙酯水解液=IOOg 6ml的比例加入硅酸乙酯水解液，并混均勻后倒入母型中，采用人工搗實。三、起模 待砂套硬化后起模。四、漿料配制與掛涂
按320目鋯砂粉硅酸乙酯水解液=IOOg 25ml的比例取鋯砂粉和硅酸乙酯水解液，并
混合均勻制成漿料；再將步驟三制成的砂套浸入漿料中，立即置于托板上。五、焙燒
將掛漿料后的砂套進行焙燒。焙燒的目的是使陶瓷型內殘存的乙醇、水分和少量的有機物燒去，并使陶瓷層的強度增加。焙燒溫度1400°C，焙燒時間2 3h，出爐溫度彡250°C，以防止產生裂紋。六、組芯和圍箱
將焙燒好的陶瓷型在金屬底板上組芯，用水玻璃砂圍箱后，250°C入爐烘烤，烘烤時間2h。七、澆注與清理
采用AOD精煉鋼水澆注。(澆注溫度為1620°C，澆注速度為65KG/S)，待鑄件冷卻至室溫時再打箱、清理、切澆冒口。八、熱處理(熱處理工藝參數正火溫度為1030°C ±10°C，一次回火溫度為6100C ±10°C，二次回火溫度為 590°C ±10°C)
九、精整，即得。本發明具有以下優點
1、鑄件尺寸精度高，尺寸精度高達3 5級；
2、鑄件表面光潔度高，陶瓷型鑄件表面粗糙度可達RalO 1.25微米；
3、生產成本低；
4、生產周期短。


圖1是本發明的工藝流程圖。圖2是本發明的一種實施例的俯視圖。圖3是圖1的A— A剖視圖。圖4是圖2的制備工藝圖。圖5是用本發明方法制備的一種實品實體圖。
具體實施例方式重型燃氣輪機的關鍵部件渦輪機匣陶瓷型的精密鑄造方法，包括下述工藝步驟該進氣機匣鑄件
進氣機匣鑄件根據鑄造合金牌號為ZG06Crl3Ni4Mo材質特性配比相應陶瓷型所需原材料，制作陶瓷型砂芯。制作砂套
I、按45目鋁礬土 100目鋁礬土 180目鋁礬土 180目石英粉=50:25:20:5的重量比取鋁礬土和石英粉，混均，配制成砂套干料，再按砂套干料硅酸乙酯水解液=IOOg 6ml的比例加入硅酸乙酯水解液，混均后倒入母型中，人工搗實，待砂套干硬后起模。2、漿料配制與涂掛
按350目鋯砂粉硅酸乙酯水解液=IOOg 25ml的比例取鋯砂粉和硅酸乙酯水解液，并混合均勻制成漿料，再將制好的砂套放到漿料中，立即置于托板上。3、焙燒
焙燒溫度為1400°C、焙燒時間2-3h，出爐溫度彡250°C。4、將焙燒好的陶瓷型在金屬底板上組芯，用水玻璃砂圍箱后，250°C入爐烘烤2h。 5、采用AOD精煉鋼水澆鑄，采用已知的熱處理技術進行熱處理，精整后，即得。
權利要求
1.重型燃氣輪機的關鍵部件渦輪機匣陶瓷型的精密鑄造方法，其特征在于包括下述工藝步驟 (1)、陶瓷型所用的造型材料 ①.耐火材料鋁礬土、石英粉及鋯砂粉； ②.粘結劑硅酸乙酯水解液； ③.脫膜劑鋁粉； 鋁礬土粒度為45目、100目、180目，分別存放；石英粉為180目； 硅酸乙酯水解液濃度為16% ； (2)、制作砂套 配料按45目鋁礬土 100目鋁礬土 180目鋁礬土 180目石英粉=50-55 :20-25 :5_8的重量比例取鋁礬土和石英粉，配制成砂套干料，再按砂套干料硅酸乙酯水解液=IOOg :6ml的比例加入硅酸乙酯水解液，并混均勻后倒入母型中，采用人工搗實； (3)、起模 待砂套硬化后起模； (4)、漿料配制與掛涂 按320目鋯砂粉硅酸乙酯水解液=IOOg 25ml的比例取鋯砂粉和硅酸乙酯水解液，并混合均勻制成漿料；再將步驟三制成的砂套浸入漿料中，立即置于托板上； (5)、焙燒 將掛漿料后的砂套進行焙燒，焙燒溫度1400°C，焙燒時間2 3h，出爐溫度< 250°C ； (6)、組芯和圍箱 將焙燒好的陶瓷型在金屬底板上組芯，用水玻璃砂圍箱后，250°C入爐烘烤，烘烤時間2h ； (7)、澆注與清理 采用AOD精煉鋼水澆注，澆鑄溫度為1620°C，澆注速度為65KG/S ;待鑄件冷卻至室溫時再打箱、清理、切澆冒口 ； (8)、熱處理熱處理工藝參數正火溫度為1030°C±10°C，一次回火溫度為6100C ±10°C，二次回火溫度為 590°C ±10°C ； (9)、精整，即得。
2.根據權利要求I所述的重型燃氣輪機的關鍵部件渦輪機匣陶瓷型的精密鑄造方法，其特征在于 所述45目招帆土 100目招帆土 180目招帆土 180目石英粉=50:25:20:5。
全文摘要
重型燃氣輪機的關鍵部件渦輪機匣陶瓷型的精密鑄造方法，包括下述工藝步驟按45目鋁礬土100目鋁礬土180目鋁礬土180目石英粉=50:25:20:5的重量比取鋁礬土和石英粉，配制成砂套干料，再按砂套干料硅酸乙酯水解液=100g6ml的比例加入硅酸乙酯水解液，混均后倒入母型中搗實，待砂套干硬后起模。按350目鋯砂粉硅酸乙酯水解液=100g25ml的比例取鋯砂粉和硅酸乙酯水解液，混合制成漿料，再將制好的砂套放到漿料中，立即置于托板上，在1400℃下焙燒，焙燒時間2-3h。采用AOD精煉鋼水澆鑄，再經熱處理，精整后，即得。本發明能大幅度提高大型進氣機匣鑄件質量，降低大型進氣機匣鑄件的生產成本，縮短生產周期。
文檔編號B22C1/00GK102974748SQ20121049552
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月29日 優先權日2012年11月29日
發明者趙嶺, 李寶志, 姜云飛, 陳瑞, 李旭東, 彌尚林, 唐驥 申請人:沈陽鑄造研究所