CN102086488B - 高温合金离心力场泡沫陶瓷复合过滤方法 - Google Patents

高温合金离心力场泡沫陶瓷复合过滤方法 Download PDF

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Abstract

一种高温合金离心力场泡沫陶瓷复合过滤方法，方法步骤为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
预制一种由直浇道和与直浇道垂直的出口通道组合的特型耐高温陶瓷浇道，浇道出口通道内放置多片泡沫陶瓷过滤片；
Figure 28762DEST_PATH_IMAGE002
其直浇道轴线与离心装置旋转轴线重合；浇注前将浇道与泡沫陶瓷片预热至1000℃以上；启动离心装置，使浇道旋转，离心装置旋转速度在10～3000r/min范围，然后浇注高温合金熔体，高温合金熔体将在离心力作用下通过泡沫陶瓷过滤片。本发明的优点是：方法简单，操作方便，高温合金经净化后，1μm以上氧化物去除率可达90%以上，完全达到现代航空发动机制造对高温合金母合金或返回料的净化要求。

Description

高温合金离心力场泡沫陶瓷复合过滤方法
技术领域
本发明涉及一种泡沫陶瓷复合过滤方法，尤其涉及一种高温合金离心力场泡沫陶瓷复合过滤方法。
背景技术
随着现代航空发动机性能的不断提高，对航空发动机用高温合金材料洁净度要求也越来越高，现有航空发动机制造技术中，高温合金母合金与返回料处理，普遍采用泡沫陶瓷过滤，这是一种具有深床过滤机制的过滤介质，依靠大量多变的细小的陶瓷通道，对合金熔体中的夹杂物粒子通过机械阻挡、表面吸附与降速沉降三种机制进行捕捉，从而使合金熔体达到较高的净化程度。泡沫陶瓷孔隙度越小，陶瓷通道越细密，过滤器越厚大，过滤精度越高。但陶瓷通道越细小，过滤元件厚度越大，对合金熔体流动的阻力越大，需要有较高的流动压头才能通过，同时，孔径细小的泡沫陶瓷容易被较大的夹杂物颗粒堵塞，不宜直接使用。由于高温合金中有多种活泼合金元素，为防止合金元素氧化烧损并形成夹杂，航空用高温合金均采用真空熔炼，这种熔炼方式限制了对合金熔体采用加大液柱高度增加压头或气体增压的可能性。现有高温合金泡沫陶瓷过滤工艺中，泡沫陶瓷孔洞尺寸规格最小不超过20ppi，母合金与返回料洁净度不能满足现代航空发动机制造对高温合金熔体净化的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高温合金离心力场泡沫陶瓷复合过滤方法，将泡沫陶瓷过滤片按孔洞尺寸由大到小依次叠放后置于可产生离心力场的浇道内，使高温合金在离心力的作用下通过泡沫陶瓷，这样一方面不同孔洞尺寸的泡沫陶瓷可以阻挡不同大小的夹杂颗粒，在大颗粒被阻挡在粗孔泡沫陶瓷后小孔洞尺寸的泡沫陶瓷不易被堵塞，另一方面熔体在离心力的作用下可以通过孔洞尺寸很小的泡沫陶瓷过滤器，从而实现高洁净度净化，使航空用高温合金完全达到现代航空发动机制造对高温合金母合金或返回料的净化要求。
本发明是这样来实现的，方法步骤为：                                                预制耐高温陶瓷浇道，将该耐高温陶瓷浇道安放于离心装置上，浇道出口通道内放置多片泡沫陶瓷过滤片，泡沫陶瓷过滤片由内至外按粗孔到细孔的顺序叠放于出口通道内，泡沫陶瓷过滤片的孔洞尺寸可以在10ppi到60ppi任意选择，泡沫陶瓷过滤片的厚度总和在20mm-100mm；耐高温陶瓷浇道在离心装置中放置时，其直浇道轴线与离心装置旋转轴线重合；
Figure 2010105494724100002DEST_PATH_IMAGE003
浇注前将浇道预热至1000℃以上；
Figure 674757DEST_PATH_IMAGE004
启动离心装置，离心装置旋转速度在10～1000r/min范围，然后浇注合金，高温合金熔体将在离心力作用下通过泡沫陶瓷过滤片。
本发明的优点是：方法简单，操作方便，可以在真空环境下实现对熔体加压而通过高密度泡沫陶瓷，高温合金经此方法净化后，1μm以上氧化物去除率可达90%以上，完全达到现代航空发动机制造对高温合金母合金或返回料的净化要求，浇注后浇道内无残留金属，合金利用率高。
附图说明
图1为本发明技术原理示意图。
在图中，1、耐高温陶瓷浇道 2、合金锭模  3、泡沫陶瓷过滤片4、出口通道。
具体实施方式
实施例1
本发明是这样来实现的，方法步骤为：
Figure 539552DEST_PATH_IMAGE001
预制一个由直浇道和与直浇道垂直的2个出口通道组合特型耐高温陶瓷浇道1，两个出口通道轴线在一个水平面上且成180°角；每个浇道出口通道内放置4片泡沫陶瓷过滤片3，泡沫陶瓷过滤片3由内至外按粗孔到细孔的顺序叠放于出口通道4内，泡沫陶瓷过滤片3的孔洞尺寸与厚度分别为10ppi-20mm、20ppi-20mm、40ppi-20mm、60ppi-20mm，泡沫陶瓷过滤片的厚度总和为80mm；耐高温陶瓷浇道在离心装置中作紧固放置，其直浇道轴线与离心装置旋转轴线重合；
Figure 208879DEST_PATH_IMAGE003
浇注前将浇道预热至1000℃；
Figure 419411DEST_PATH_IMAGE004
启动离心装置，离心装置旋转速度在400r/min范围，合金材料流入合金锭模2内，然后浇注合金，高温合金熔体将在离心力作用下通过泡沫陶瓷过滤片。
实施例2
本发明是这样来实现的，方法步骤为：
Figure 646868DEST_PATH_IMAGE001
预制一个由直浇道和与直浇道垂直的4个出口通道组合特型耐高温陶瓷浇道，4个出口通道轴线在一个水平面上且成90°角；每个浇道出口通道内放置4片泡沫陶瓷过滤片，泡沫陶瓷过滤片由内至外按粗孔到细孔的顺序叠放于出口通道内，泡沫陶瓷过滤片的孔洞尺寸与厚度分别为10ppi-20mm、20ppi-20mm、40ppi-20mm、60ppi-20mm，泡沫陶瓷过滤片的厚度总和为80mm；
Figure 621557DEST_PATH_IMAGE002
耐高温陶瓷浇道在离心装置中作紧固放置,其直浇道轴线与离心装置旋转轴线重合；
Figure 807949DEST_PATH_IMAGE003
浇注前将浇道预热至1000℃；
Figure 78132DEST_PATH_IMAGE004
启动离心装置，离心装置旋转速度为500r/min，然后浇注合金，高温合金熔体将在离心力作用下通过过滤介质。
实施例3
本发明是这样来实现的，方法步骤为：
Figure 904136DEST_PATH_IMAGE001
预制一个由直浇道和与直浇道同轴的环形出口通道组合的特型耐高温陶瓷浇道，环形浇道内置圆筒形泡沫陶瓷过滤器，其孔洞尺寸与厚度分别为10ppi-20mm、20ppi-20mm、40ppi-20mm、60ppi-20mm，依次套叠，泡沫陶瓷过滤圆筒的厚度总和在50mm；
Figure 596761DEST_PATH_IMAGE002
耐高温陶瓷浇道在离心装置中放置时，其直浇道轴线与离心装置旋转轴线重合；
Figure 762294DEST_PATH_IMAGE003
浇注前将浇道预热至1000℃；
Figure 580209DEST_PATH_IMAGE004
启动离心装置，离心装置旋转速度在500r/min范围，然后浇注合金，高温合金熔体将在离心力作用下通过过滤介质。
如图1所述，上述的离心力场泡沫陶瓷复合过滤系统包括耐高温陶瓷浇道1、合金锭模2、泡沫陶瓷过滤片3、浇道1的底端同轴固定连接离心装置，浇道1的侧壁底端开有出口通道4，出口通道4由内至外按粗孔泡沫陶瓷过滤片3到细孔泡沫陶瓷过滤片3叠放，靠近出口通道4同轴设有合金锭模1。

Claims (1)

1.一种高温合金离心力场泡沫陶瓷复合过滤方法，其特征是方法步骤为：                                               
Figure 234310DEST_PATH_IMAGE002
预制耐高温陶瓷浇道，将该耐高温陶瓷浇道安放于离心装置上，浇道出口通道内放置多片泡沫陶瓷过滤片，泡沫陶瓷过滤片由内至外按粗孔到细孔的顺序叠放于出口通道内，泡沫陶瓷过滤片的孔洞尺寸在10ppi到60ppi任意选择，泡沫陶瓷过滤片的厚度总和在20mm-100mm；
Figure 92064DEST_PATH_IMAGE004
耐高温陶瓷浇道在离心装置中放置时，其直浇道轴线与离心装置旋转轴线重合；
Figure 809484DEST_PATH_IMAGE006
浇注前将浇道预热至1000℃以上；启动离心装置，离心装置旋转速度在10～1000r/min范围，然后浇注合金，高温合金熔体将在离心力作用下通过泡沫陶瓷过滤片。
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