CN102433422B - 一种高温合金薄壁铸件的校型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种高温合金薄壁铸件的校型方法，其特征在于：校型步骤：将高温合金薄壁铸件放入校型胎具内，随校型胎具一起放入真空热处理炉或有惰性气体保护的炉体内，装炉温度不高于150℃，在2～4h内随炉升温至700～1100℃保温1～5h，然后在1～2h之内随炉升温至900～1220℃保温2～6h，再随炉冷却至600～800℃，充惰性气体0.1～0.4MPa冷却至80℃以下出炉；其中在加热保温及冷却至600～800℃期间，真空室内工作压强大于100Pa。该方法能够大幅提高高温合金大型薄壁铸件的校型合格率。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机尾喷口薄壁精铸件的生产。
背景技术
某航空发动机的可调喷口零件的共同点是大型、薄壁、结构复杂、无余量，从精铸工艺角度上看，其难度极大。且该种大型薄壁、结构复杂、无余量的铸件在铸造过程中极易产生变形，不通过校型方法很难使铸件尺寸达到设计要求。目前所采用的校型工艺多为冷校，然而冷校后会产生20-40％的废品，极易造成浪费，所以，针对无余量大型薄壁精铸件，改进校型工艺是提高合格率的重要途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高温合金薄壁铸件的校型方法，特别提供一种针对高温合金(如K408、K4169、K4648等)大型薄壁铸件的热校型方法，该方法能够大幅提高高温合金大型薄壁铸件的校型合格率。
本发明具体提供了一种高温合金薄壁铸件的校型方法，其特征在于：
校型步骤：将高温合金薄壁铸件放入校型胎具内，随校型胎具一起放入真空热处理炉或有惰性气体保护的炉体内，装炉温度不高于150℃，在2～4h内随炉升温至700～1100℃保温1～5h，然后在1～2h之内随炉升温至900～1220℃保温2～6h，再随炉冷却至600～800℃，充惰性气体0.1～0.4MPa冷却至80℃以下出炉；其中在加热保温及冷却至600～800℃期间，真空室内工作压强大于100Pa。
其中所述校型胎具采用同铸件相同的材料或镍基高温合金，在校型胎具中加工出型腔，型腔的尺寸和结构根据铸件结构而定，其凸出部分为与铸件接触需要校型的部位，凹下部分是不需要校型的部位。
本发明提供的高温合金薄壁铸件的校型方法，其特征在于：所述校型胎具为套模，上下校型胎具的结合由定位销固定，在真空下依靠高温、重力达到校型后不氧化、不回弹的目的；套模件数越多生产效率越高。以某发动机可调喷口上调节片铸件校型胎具为例，胎具设计为一套六件，上下校型胎具的结合由定位销固定，其结构如图4所示。
本发明所述校型胎具的设计要点为：
1、在设计胎具之前要确定铸件需要校型的部位；
2、在胎具中要加工出型腔，型腔的尺寸和结构根据铸件结构而定，其凸出部分为与铸件接触需要校型的部位，凹下部分是不需要校型的部位(如图1为所示铸件，图2、3和4是相应校型胎具)；
3、校型胎具的大小及重量根据铸件尺寸和校型难易程度而定。
4、校型胎具采用同铸件相同的材料或镍基高温合金。
5、为了提高生产效率，校型胎具设计为套模。
采用本发明所述高温合金薄壁铸件的校型方法，可以使被校型的高温合金薄壁类精铸件变形并且不产生回弹、裂纹以及氧化，从而满足铸件最终尺寸的设计要求，使铸件的生产合格率提高20％以上。该方法适用于某航空发动机尾喷口调节片精铸件的制造，也可推广应用于类似高温合金精铸件的生产，且现代航空发动机尾喷口中精铸件多为高温合金薄壁精铸件，因此该校型方法的应用前景广阔。
附图说明
图1某航空发动机尾喷口上调节片铸件示意图；
图2校型胎具剖视图；
图3校型胎具俯视图；
图4校型胎具套模结构示意图。
具体实施方式
实施例1
现以真空热处理炉和某航空发动机尾喷口上调节片铸件为例叙述校型步骤。
某航空发动机尾喷口上调节片(如图1所示)为K424高温合金大型薄壁件，其制造工艺为无余量精铸，该精铸件长500mm，宽100mm，壁厚为1.0mm-2.0mm，这种结构的铸件在铸造过程中极易产生变形，不通过校型方法很难使铸件尺寸达到设计图纸要求。
具体校型步骤如下：
开炉前的准备工作：入炉前将需要校型的铸件(如图1所示)及工装表面清理干净，将清理后的铸件按形状特点对正放入校型胎具(如图2、3所示)凹腔中，并依次叠放好(图4)，安放在吊具上；将吊具平稳地置于真空炉的底盘上，以不超出底盘为准，顶部放上压铁，装炉温度不高于150℃；将底盘密封处清理干净，关闭炉体。
热校型步骤：
打开机械真空泵，使炉体内的真空压强达到82Pa以下，再开动罗茨真空泵，使炉体内的真空压强达到6.67Pa。
送电加热，当炉温升至500℃时开始充氩气，充入氩气时关闭罗茨真空泵而保持打开机械真空泵；氩气的充入以间歇的方式进行，边充入氩气边送电加热，并保证真空室内工作压强达到100Pa。
在2h内随炉升温至800℃保温4h，然后在2h之内随炉升温至1000℃保温3h，再随炉冷却至600℃，其中在加热保温及冷却至600℃期间，真空室内工作压强大于100Pa；然后充惰性气体0.3MPa，冷却至80℃以下出炉，待炉内冷却到室温时，取出铸件，得到符合设计尺寸要求的精铸件。
实施例2
热校型步骤：
打开机械真空泵，使炉体内的真空压强达到82Pa以下，再开动罗茨真空泵，是炉体内的真空压强达到6.67Pa。
送电加热，当炉温升至500℃时开始充氩气，充入氩气时关闭罗茨真空泵而保持打开机械真空泵；氩气的充入以间歇的方式进行，边充入氩气边送电加热，并保证真空室内工作压强达到100Pa。
在3h内随炉升温至1000℃保温2h，然后在1.5h之内随炉升温至1200℃保温5h，再随炉冷却至800℃，其中在加热保温及冷却至800℃期间，真空室内工作压强大于100Pa；然后充惰性气体0.2MPa，冷却至80℃以下出炉，待炉内冷却到室温时，取出铸件，得到符合设计尺寸要求的精铸件。
其它条件同实施例1。
Claims (2)
1.一种高温合金薄壁铸件的校型方法，其特征在于：
校型步骤：将高温合金薄壁铸件放入校型胎具内，随校型胎具一起放入真空热处理炉或有惰性气体保护的炉体内，装炉温度不高于150℃，在2～4h内随炉升温至700～1100℃保温1～5h，然后在1～2h之内随炉升温至900～1220℃保温2～6h，再随炉冷却至600～800℃，充惰性气体0.1～0.4MPa冷却至80℃以下出炉；
其中所述校型胎具采用同铸件相同的材料或镍基高温合金，在校型胎具中加工出型腔，型腔的尺寸和结构根据铸件结构而定，其凸出部分为与铸件接触需要校型的部位，凹下部分是不需要校型的部位；所述校型胎具为套模，上下校型胎具的结合由定位销固定。
2.按照权利要求1所述高温合金薄壁铸件的校型方法，其特征在于：其中在加热保温及冷却至600～800℃期间，真空室内工作压强大于100Pa。
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