CN103317094B - 一种三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成型方法 - Google Patents

一种三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成型方法 Download PDF

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一种三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成型方法，其特征在于：所述三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成型方法的要求是：对三层环壁两层叶片涡流器精铸件采用内、外层蜡模中间包裹大、小两个陶瓷型芯一环套一环的成形方法制造蜡模，陶瓷型芯上周向开设叶片通孔用于叶片的成形，并在型芯端面设计键形凸台，在蜡模模具上开设的键形定位糟里定位，用来控制两层叶片的位置和角度；用以上的方法实现三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成形。本发明通过采用了内、外层蜡模中间包裹大、小两个陶瓷型芯―环套一环的成形方法制造蜡模的方法，填补了多层环壁多叶片涡流器精铸件的成型技术空白，实现了涡流器精铸件的小批生产。创造了较大经济效益。

Description

一种三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成型方法
技术领域
本发明涉及主要应用于各种航空发动机及燃气轮机复杂涡流器类精铸件的精铸成型技术领域，特别提供了一种三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成型方法。
背景技术
传统的涡流器的结构相对简单，由两层环壁之间分布―层叶片组成，环壁之间、叶片之间缝隙相对大，能够涂料制壳和请壳，因此，在精铸生产中，一般可以设计制造整体模具，压制完整的蜡模，进行涂料制壳。但是存在着环带之间、叶片之间涂料制壳困难，而且型壳由于厚度薄，干燥不彻底，强度低，经常出现跑火现象，造成铸件成批报废。本项目的涡流器尺寸小，薄壁空心、结构复杂，由内、中、外三层异形环壁组成，既无法设计制造整体模具，又无法涂料制壳和清壳，因此，必须探索新的涡流器成形技术。
人们迫切希望获得一种技术效果优良的三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成型方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种技术效果优良的三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成型方法。
本发明提供了一种三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成型方法，其特征在于：所述三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成型方法的要求是：对三层环壁两层叶片涡流器精铸件采用内、外层蜡模中间包裹大、小两个陶瓷型芯一环套一环的成形方法制造蜡模(见图2)，陶瓷型芯上周向开设叶片通孔用于叶片的成形，并在型芯端面设计键形定位凸台，在蜡模模具上开设的键形定位糟里定位，用来控制两层叶片的位置和角度；用以上的方法实现三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成形，研制生产出合格的涡流器精铸件。
所述三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成型方法中，内、外层蜡模中间包裹的大、小两个陶瓷型芯满足下述要求：大陶瓷型芯用于涡流器外环内壁与中环外壁之间成形；小陶瓷型芯用于涡流器中环内壁与内环外壁之间成形；
陶瓷型芯上周向开设叶片通孔用于内外两层叶片的成形，并在两个型芯端面上设计了带1°斜度的键形定位凸台：大芯键形定位凸台长17mm、宽6mm高8mm，键形定位凸台边缘距中心距离19mm，并沿周倒R1.6圆角；小芯键形定位凸台长9.5mm、宽2mm高8mm，键形定位凸台边缘距中心距离10mm，并沿周倒R0.5圆角(见图3、4、5、6)，两个键形定位凸台位置成180°，键形定位凸台的一大作用是用于在蜡模外形模具上对应位置开设的键形定位槽里定位，来控制两层叶片的位置和角度；
为防止压制蜡模时键形定位凸台受压力断裂，在外形定位槽与键形定位凸台之间沿周留有0.1mm间隙，底部留有0.5mm～1mm间隙(见图7)；
键形定位凸台的另一个作用是保证型芯在型壳中工艺定位，蜡模在涂料制壳、脱蜡、焙烧、搬运以及合金浇注金属件过程中，型芯靠键形定位凸台在型壳中定位，型芯位置不发生窜动和扭动，浇注出金属件后，通过采取一定的办法将两个型芯脱除，即得到完整的涡流器铸件；因此，设计了制造了两套陶瓷型芯模具，一套外形模具；
所述三层环壁两层叶片涡流器为薄壁空心结构，叶片只有1.5rnm厚，压制蜡模时，压型参数小，则产生压不足缺陷，压型参数大，则型芯易断裂，因此，蜡模的压制参数满足下述要求：模料温度：65℃～75℃；压注压力：0.10MPa～0.30MPa；保压时间10s～30s；
浇注涡流器铸件时采用定向真空浇注；型壳预热温度：1050℃±10℃，保温时间大于1小时；合金精炼温度1570±10℃，精炼时间：2min～3min；浇注温度1520℃±10℃；浇注速度：3s～5s。
通过采用以上的方法实现了三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成形，研制生产出合格的涡流器精铸件。
本发明通过采用了内、外层蜡模中间包裹大、小两个陶瓷型芯―环套一环的成形方法制造蜡模的方法，填补了多层环壁多叶片涡流器精铸件的成型技术空白，实现了涡流器精铸件的小批生产。创造了较大经济效益。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为三层环壁两层叶片涡流器结构示意简图；
图2为涡流器蜡模结构示意简图；
图3为涡流器陶瓷型芯结构简图之一的主视图；
图4为与图3对应的俯视图；
图5为涡流器陶瓷型芯结构简图之二的主视图；
图6为与图5对应的俯视图；
图7为涡流器陶瓷型芯在外型模具中定位示意图。
具体实施方式
实施例1
涡流器精铸件(参见图1中多层环壁多层叶片的结构形式)，其尺寸小，薄壁空心、结构复杂，由内、中、外三层异形环壁组成，并且每两层环壁之间沿周均匀分布异形12片小叶片，两层叶片与径向成45℃相反的角皮，最大直径只有45mm，高度为35mm，叶片及中、外环壁厚皮为1.5mm，环壁之间、叶片之间间隙狭窄，无法进行涂料制壳和清壳。因此给该件的精铸成形带来了前所未有的困难。
一种三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成型方法，其要求是：对三层环壁两层叶片涡流器精铸件采用内、外层蜡模中间包裹大、小两个陶瓷型芯一环套一环的成形方法制造蜡模(见图2)，陶瓷型芯上周向开设叶片通孔用于叶片的成形，并在型芯端面设计键形定位凸台，在蜡模模具上开设的键形定位糟里定位，用来控制两层叶片的位置和角度；用以上的方法实现三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成形，研制生产出合格的涡流器精铸件。
所述三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成型方法中，内、外层蜡模中间包裹的大、小两个陶瓷型芯满足下述要求：大陶瓷型芯用于涡流器外环内壁与中环外壁之间成形；小陶瓷型芯用于涡流器中环内壁与内环外壁之间成形；
陶瓷型芯上周向开设叶片通孔用于内外两层叶片的成形，并在两个型芯端面上设计了带1°斜度的键形定位凸台：大芯键形定位凸台长17mm、宽6mm高8mm，凸台边缘距中心距离19mm，并沿周倒R1.6圆角；小芯键形定位凸台长9.5mm、宽2mm高8mm，凸台边缘距中心距离10mm，并沿周倒R0.5圆角(见图3、4、5、6)，两个键形定位凸台位置成180°，键形定位凸台的一大作用是用于在蜡模外形模具上对应位置开设的键形定位槽里定位，来控制两层叶片的位置和角度；
为防止压制蜡模时键形定位凸台受压力断裂，在外形定位槽与键形定位凸台之间沿周留有0.1mm间隙，底部留有0.5mm～1mm间隙(见图7)；
键形定位凸台的另一个作用是保证型芯在型壳中工艺定位，蜡模在涂料制壳、脱蜡、焙烧、搬运以及合金浇注金属件过程中，型芯靠键形定位凸台在型壳中定位，型芯位置不发生窜动和扭动，浇注出金属件后，通过采取一定的办法将两个型芯脱除，即得到完整的涡流器铸件；因此，设计了制造了两套陶瓷型芯模具，一套外形模具；
所述三层环壁两层叶片涡流器为薄壁空心结构，叶片只有1.5rnm厚，压制蜡模时，压型参数小，则产生压不足缺陷，压型参数大，则型芯易断裂，因此，蜡模的压制参数满足下述要求：模料温度：65℃～75℃；压注压力：0.10MPa～0.30MPa；保压时间10s～30s；
浇注涡流器铸件时采用定向真空浇注；型壳预热温度：1050℃±10℃，保温时间大于1小时；合金精炼温度1570±10℃，精炼时间：2min～3min；浇注温度1520℃±10℃；浇注速度：3s～5s。
通过采用以上的方法实现了三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成形，研制生产出合格的涡流器精铸件。
本实施例通过采用了内、外层蜡模中间包裹大、小两个陶瓷型芯―环套一环的成形方法制造蜡模的方法，填补了多层环壁多叶片涡流器精铸件的成型技术空白，实现了涡流器精铸件的小批生产。创造了较大经济效益。

Claims (1)

1.一种三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成型方法，其特征在于：所述三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成型方法的要求是：对三层环壁两层叶片涡流器精铸件采用内、外层蜡模中间包裹大、小两个陶瓷型芯一环套一环的成形方法制造蜡模，陶瓷型芯上周向开设叶片通孔用于叶片的成形，并在型芯端面设计键形定位凸台，在蜡模模具上开设的键形定位槽里定位，用来控制两层叶片的位置和角度；用以上的方法实现三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成形；
所述三层环壁两层叶片涡流器精铸件的成型方法中，内、外层蜡模中间包裹的大、小两个陶瓷型芯满足下述要求：大陶瓷型芯用于涡流器外环内壁与中环外壁之间成形；小陶瓷型芯用于涡流器中环内壁与内环外壁之间成形；
在两个型芯端面上设计了带1°斜度的键形定位凸台：大芯键形定位凸台长17mm、宽6mm、高8mm，键形定位凸台边缘距中心距离19mm，并沿周倒R1.6圆角；小芯键形定位凸台长9.5mm、宽2mm、高8mm，键形定位凸台边缘距中心距离10mm，并沿周倒R0.5圆角，两个键形定位凸台位置成180°；
为防止压制蜡模时键形定位凸台受压力断裂，在外形定位槽与键形定位凸台之间沿周留有0.1mm间隙，底部留有0.5mm～1mm间隙；
键形定位凸台的另一个作用是保证型芯在型壳中工艺定位，蜡模在涂料制壳、脱蜡、焙烧、搬运以及合金浇注金属件过程中，型芯靠键形定位凸台在型壳中定位，型芯位置不发生窜动和扭动，浇注出金属件后，将两 个型芯脱除，即得到完整的涡流器铸件；
蜡模的压制参数满足下述要求：模料温度：65℃～75℃；压注压力：0.10MPa～0.30MPa；保压时间10s～30s；
浇注涡流器铸件时采用定向真空浇注；型壳预热温度：1050℃±10℃，保温时间大于1小时；合金精炼温度1570±10℃，精炼时间：2min～3min；浇注温度1520℃±10℃；浇注速度：3s～5s。
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