CN104384485B - 一种定向空心涡轮工作叶片用双缓冲浇注系统 - Google Patents
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Abstract
针对空心涡轮工作叶片浇注过程中出现的断漏芯问题以及偏芯带来的壁厚问题，本发明提供了一种定向空心涡轮工作叶片用双缓冲浇注系统，属于熔模铸造的定向凝固领域。本浇注系统由迂回浇注漏斗，浇口杯，上部过滤网，上圆盘，实心堵片，空心管，竖向直浇道，下部过滤网，横向直浇道，叶片型壳空腔，中柱管，底盘和排气通道组成；通过迂回浇注漏斗，上圆盘，竖向直浇道，横向直浇道和过滤网对金属液的缓冲，使得金属液流速得到降低，因而大大降低了金属液对型壳空腔内陶瓷型芯的冲击，使得浇注过程中容易出现的断漏芯及偏芯造成壁厚问题得到极大改善，降低了废品率，节约了成本。
Description
技术领域
本发明属于熔模铸造的定向凝固领域，特别涉及一种定向空心涡轮工作叶片用双缓冲浇注系统。
背景技术
空心涡轮工作叶片定向凝固过程中，陶瓷型芯需要在1500℃以上高温下浸泡一个小时以上，这对陶瓷型芯高温强度提出了更高的要求，特别是浇注过程中高温金属液从将近1米高的坩埚里倾泻而下经过型壳的直浇道直接进入空腔内，由于高温合金金属液密度大，容易对空腔内陶瓷型芯造成冲击使得浇注过程中发生型芯断漏芯现象以及因偏芯造成叶片壁厚不合格问题。
发明内容
针对空心涡轮工作叶片浇注过程中出现的断漏芯问题以及偏芯带来的壁厚问题，本发明提供了一种定向空心涡轮工作叶片用双缓冲浇注系统。该系统采用两次缓冲技术，大大降低了高温金属液流动速度，有效地减轻了高温金属液对陶瓷型芯的冲击，使得浇注过程中容易出现的断漏芯及偏芯造成壁厚问题得到极大改善，降低了废品率，节约了成本。
一种定向空心涡轮工作叶片用双缓冲浇注系统，由迂回浇注漏斗，浇口杯，上部过滤网，上圆盘，实心堵片，空心管，竖向直浇道，下部过滤网，横向直浇道，叶片型壳空腔，中柱管，底盘和排气通道组成；迂回浇注漏斗下端位于浇口杯的上端，浇口杯下端与上圆盘相连接，上圆盘上表面与竖向直浇道上端相连，上圆盘下表面连有实心堵片，上圆盘外缘有竖直穿过圆盘的空心管，竖向直浇道下端侧面与横向直浇道相连，横向直浇道与叶片型壳空腔下端相连，底盘上表面与叶片型壳空腔底部相连，排气通道下端连于叶片型壳空腔上端、上端连于浇口杯并且排气通道从空心管穿过，中柱管上端与实心堵片相连、下端连于底盘上表面，上部过滤网位于浇口杯与上圆盘连接处，下部过滤网位于竖向直浇道中。
所述竖向直浇道靠近下部1/3～1/4处，设有缩颈，缩颈直径为竖向直浇道直径的1/2～2/3；
所述横向直浇道为弯曲型；
所述的下部过滤网的位置位于缩颈以下、竖向直浇道与横向直浇道连接处以上；
所述每个叶片型壳空腔与两个横向直浇道相连，浇注过程中金属液从两侧对称进入空腔内经过定向凝固形成叶片铸件。
本发明与现有技术相比，其优势在于：
1、将浇注漏斗设计成迂回形状，使金属液经过迂回通道第一次降速进入型壳浇口杯。
2、将传统的直浇道重新设计成上圆盘加竖向直浇道和横向直浇道，高温金属液经浇口杯流入浇注系统的上圆盘后，上圆盘相当于一个蓄水池，当圆盘里注满金属液后，金属液开始从圆盘上部经竖向直浇道和横向直浇道对称进入型壳的空腔内，具有“蓄水池”功能的上圆盘、竖向直浇道中的颈缩、弯曲的横向直浇道使得金属液速度得到再一次降低。这样通过两次对金属液的缓冲，使得金属液流速得到降低，因而大大降低了金属液对型壳空腔内陶瓷型芯的冲击，使得浇注过程中容易出现的断漏芯及偏芯造成壁厚问题得到极大改善，降低了废品率，节约了成本。
3、采用上部过滤网和下部过滤网的两次过滤技术，既有效地控制高温金属液的流速，又有效地去除了合金液中带来的外来夹杂，提高了合金液纯度。
附图说明
图1为一种定向空心涡轮工作叶片用双缓冲浇注系统的示意图，
其中，1迂回浇注漏斗，2浇口杯，3上圆盘，4实心堵片，5空心管，6竖向直浇道，7横向直浇道，8叶片型壳空腔，9中柱管，10底盘，11排气通道。
具体实施方法
实施例1
一种定向空心涡轮工作叶片用双缓冲浇注系统，由迂回浇注漏斗1，浇口杯2，上部过滤网，上圆盘3，实心堵片4，空心管5，竖向直浇道6，下部过滤网，横向直浇道7，叶片型壳空腔8，中柱管9，底盘10和排气通道11组成；迂回浇注漏斗1下端位于浇口杯2的上端，浇口杯2下端与上圆盘3相连接，上圆盘3上表面与竖向直浇道6上端相连，上圆盘3下表面连有实心堵片4，上圆盘3外缘有竖直穿过圆盘的空心管5，竖向直浇道6下端侧面与横向直浇道7相连，横向直浇道7与叶片型壳空腔8下端相连，底盘10上表面与叶片型壳空腔8底部相连，排气通道11下端连于叶片型壳空腔8上端、上端连于浇口杯2并且排气通道11从空心管5穿过，中柱管9上端与实心堵片4相连、下端连于底盘10的上表面，上部过滤网位于浇口杯2与上圆盘3连接处，下部过滤网位于竖向直浇道6中。
所述竖向直浇道6靠近下部1/3～1/4处，设有缩颈，缩颈直径为竖向直浇道6直径的1/2～2/3，其作用是降低金属液浇注速度；
所述横向直浇道7为弯曲型，其作用也是降低金属液浇注速度；
所述的下部过滤网的位置位于缩颈以下、竖向直浇道6与横向直浇道7连接处以上，其作用是既能控制金属液流动速度，又有效地去除金属液中外来夹杂，提高金属液纯度；
所述叶片型壳空腔8分别与两个横向直浇道相连，其目的是金属液从两侧对称进入空腔内经过定向凝固形成叶片铸件，避免型芯偏芯；
本系统在使用时，迂回浇注漏斗1放置在加热器箱体上盖板上，底盘10放置于结晶器上，金属液从迂回浇注漏斗1(其高度可根据不同叶片型壳高度进行调节)经过第一次降速进入浇口杯2，经过上部过滤网的过滤后，进入具有“蓄水池”功能的上圆盘3，对金属液进行了降速，金属液注满上圆盘3后，从上圆盘3上部进入竖向直浇道6，经过缩颈处的降速，下部过滤网的过滤后，进入横向直浇道7，由于横向直浇道7是弯曲的，也对金属液起到了降速作用，最后金属液由叶片型壳空腔8下端进入型壳中，通过上述不同阶段使得金属液流动速度得到再一次降低；每个叶片型壳空腔8对应两个竖向直浇道6、两个横向直浇道7，浇注过程中金属液对称进入空腔内避免型芯偏芯，再经过定向凝固形成叶片铸件；排气通道11一端连于叶片型壳空腔8上端、一端连于浇口杯2，可使得金属液中的气体和较轻杂质通过排气通道11迅速排出，排气通道11从上圆盘3外边缘的空心管穿过，可以避免金属液从上圆盘3直接进入型壳空腔内，而是使金属液通过直浇道从叶片型壳空腔8下端进入型壳空腔内；空心管较好的材料是陶瓷材料；中柱管9的作用为支撑上圆盘3和整个浇注系统；实心堵片4避免了金属液通过上圆盘3的底部进入中柱管9内，既节约了金属料，又起到了对上圆盘3的支撑作用，实心堵片较好的材料是陶瓷材料；底盘10下表面与结晶器平面接触，叶片型壳空腔8底部与底盘10上表面相连，当金属液注满叶片型壳后，金属液通过结晶器的激冷作用形成大量的晶粒，再经过叶片型壳空腔8的起始端晶粒竞争生长作用形成一束结晶方向近[001]的柱状晶粒。
通过本浇注系统浇注的定向空心叶片，其漏芯率由原来的40％降低至10％以下，叶片壁厚合格率由原来的30％提高到95％。
Claims (6)
1.一种定向空心涡轮工作叶片用双缓冲浇注系统，其特征在于，该系统由迂回浇注漏斗，浇口杯，上部过滤网，上圆盘，实心堵片，空心管，竖向直浇道，下部过滤网，横向直浇道，叶片型壳空腔，中柱管，底盘和排气通道组成；迂回浇注漏斗下端位于浇口杯的上端，浇口杯下端与上圆盘相连接，上圆盘上表面与竖向直浇道上端相连，上圆盘下表面连有实心堵片，上圆盘外缘有竖直穿过圆盘的空心管，竖向直浇道下端侧面与横向直浇道相连，横向直浇道与叶片型壳空腔下端相连，底盘上表面与叶片型壳空腔底部相连，排气通道下端连于叶片型壳空腔上端、上端连于浇口杯并且排气通道从空心管穿过，中柱管上端与实心堵片相连、下端连于底盘上表面，上部过滤网位于浇口杯与上圆盘连接处，下部过滤网位于竖向直浇道中。
2.根据权利要求1所述的一种定向空心涡轮工作叶片用双缓冲浇注系统，其特征在于，在所述竖向直浇道靠近下部1/3～1/4处，设有缩颈，缩颈直径为竖向直浇道直径的1/2～2/3。
3.根据权利要求1所述的一种定向空心涡轮工作叶片用双缓冲浇注系统，其特征在于，所述横向直浇道为弯曲型。
4.根据权利要求2所述的一种定向空心涡轮工作叶片用双缓冲浇注系统，其特征在于，所述的下部过滤网的位置位于竖向直浇道的缩颈以下、竖向直浇道与横向直浇道连接处以上。
5.根据权利要求1所述的一种定向空心涡轮工作叶片用双缓冲浇注系统，其特征在于，所述每个叶片型壳空腔与两个横向直浇道相连。
6.根据权利要求1所述的一种定向空心涡轮工作叶片用双缓冲浇注系统，其特征在于，所述实心堵片和空心管的材料为陶瓷材料。
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