CN106734907A - 一种定向凝固柱晶及单晶叶片铸造方法 - Google Patents

一种定向凝固柱晶及单晶叶片铸造方法 Download PDF

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常涛岐
李琳
马成
陈杰
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    • C30B11/00Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method

Abstract

本发明公开一种定向凝固柱晶及单晶叶片铸造方法,在进行叶片蜡模修整组合时,将工艺补缩筋一端粘接在叶片上端内浇口上,工艺补缩筋另一端粘接在距离叶身最远的缘板边角处,工艺补缩筋平行于叶身设置,使得浇注时金属液能够到达铸件细薄边角处,提高其补缩能力,解决了具有突变截面、又薄又大的叶片缘板在凝固过程由于冷却过快来不及补缩导致的疏松缺陷问题。

Description

一种定向凝固柱晶及单晶叶片铸造方法 【技术领域】
[0001] 本发明属于熔模精密铸造领域,涉及一种定向凝固柱晶及单晶叶片铸造方法。 【背景技术】
[0002] 叶片缘板属突变截面且偏薄偏大,受限于该种结构,在凝固过程经常出现冷却过 快,来不及补缩导致缘板疏松缺陷。
[0003] 目前常见的解决方法:一是在模壳缘板部位包裹陶瓷棉,降低其冷却速度,但是对 于较大较薄的缘板,效果不明显;方法二是提高其浇注温度,但是会带来叶身和榫头等其他 部位的冶金缺陷;方法三是在疏松处设立暗冒口增加补缩,但是没有连续的金属补缩通道, 改善效果也很有限。 【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的不足,本发明目的在于提出了一种定向凝固柱晶及单晶叶片 铸造方法,通过工艺补缩筋使缘板易产生疏松的部位与内浇口相连接,对叶片缘板定向凝 固过程中的金属收缩进行补偿,解决了叶片上较大较薄缘板的疏松问题。
[0005] 本发明是通过下述的技术方案实现的:
[0006] 一种定向凝固柱晶及单晶叶片铸造方法,在进行叶片蜡模修整组合时,将工艺补 缩筋一端粘接在叶片上端内浇口上,工艺补缩筋另一端粘接在距离叶身最远的缘板边角 处,工艺补缩筋平行于叶身设置,工艺补缩筋与缘板连接处预留切割段,切割段宽度及厚度 大于或等于工艺补缩筋的宽度及厚度,工艺补缩筋呈弧线状不拉直紧绷;
[0007]然后经制壳、脱蜡、型壳焙烧、熔化浇注、脱壳、热处理、切割完成定向凝固柱晶及 单晶叶片的铸造。
[0008] 进一步,具体步骤如下:
[0009] 1)根据叶片尺寸,确定相应的工艺补缩筋形状和尺寸;
[0010] 2)制作叶片蜡模上下端内浇口,并与叶片粘结组合;
[0011] 3)将在叶片缘板距离叶身最远处与工艺补缩筋一端粘结;
[0012] 4)在叶片上端内浇口粘结工艺补缩筋的另一端;
[0013] 5)将带有工艺补缩筋且修整好的叶片蜡模组合成模组;
[00M] 6)经过制壳、脱蜡、型壳焙烧、熔化浇注、脱壳、热处理、切割完成定向凝固柱晶及 单晶叶片的铸造。
[0015]进一步,切割时利用线切割或砂轮切割去除增加的工艺补缩筋,并打磨干净。
[0016] 进一步,所述工艺补缩筋与叶身间隙8mm以上。
[0017] 进一步,所述切割段宽度及厚度为l-2mm。
[0018] 进一步,所述工艺补缩筋为直径O 3mm圆柱状。
[0019]进一步,所述工艺补缩筋为扁平状,厚度O.Smm〜1mm,宽度3mm〜6mm。
[0020]进一步,所述工艺补缩筋长度大于叶片上端内浇口到距离叶身最远的缘板边角处 直线距离3mm〜^mm。
[0021]进一步,所述工艺补缩筋粘接在叶片上端内浇口口中间厚大部位。
[0022] 进一步,在叶片上端内浇口与距离叶身最远的缘板边角处粘接有多根工艺补缩 筋。
[0023] 本发明的有益效果:
[0024] 本发明在进行叶片蜡模修整组合时,将工艺补缩筋一端粘接在叶片上端内浇口 上,工艺补缩筋另一端粘接在距离叶身最远的缘板边角处,工艺补缩筋平行于叶身设置,使 得浇注时金属液能够到达铸件细薄边角处,提高其补缩能力,解决了具有突变截面、又薄又 大的叶片缘板在凝固过程由于冷却过快来不及补缩导致的疏松缺陷问题。 【附图说明】
[0025]图1带工艺补缩筋的叶片示意图;
[0026] 其中:卜上端内浇口;2—叶片;3_工艺补缩筋;4—下端内浇口。 【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例对本发明做进一步详细描述:
[0028] 如图1所示,在进行叶片蜡模修整组合时,将工艺补缩筋一端粘接在叶片上端内浇 口上,基本平行于叶身,与叶身间隙8mm以上,另一端粘接在缘板边角处,位置确定原则为距 离叶身最远的缘板边角处,与缘板连接处,要预留l-2ram的切割段,该切割段宽度及厚度可 以大于也可以等于工艺补缩筋。工艺补缩筋可以是圆柱状工艺筋,直径®3rani左右,扁平状 工艺补缩筋,厚度0.5mm〜1mm,宽度3mm〜6mm。工艺补缩筋不能拉直紧绷,以防止叶片和工 艺补缩筋凝固收缩不一致导致缘板变形甚至于开裂,做好的工艺补缩筋呈弧线状,以减少 工艺补缩筋凝固收缩变形应力对叶片的影响。
[0029] 实施步骤:
[0030] 1)根据叶片尺寸,设计确定相应的工艺补缩筋形状和尺寸,对于窄弦细长叶片,可 以选用圆柱状工艺补缩筋,直径〇3mm左右,对于宽弦较大叶片,可以选用扁平状工艺补缩 筋,厚度〇_ 5mm〜1mm,宽度3mm〜6mm。工艺补缩筋长度大于叶片内烧口到缘板的直线距离约 3mm~5mm〇
[0031] 2)制作叶片蜡模上下端内浇口,并与叶片粘结组合;
[0032] 3)在叶片缘板距离叶身最远处(数量2-4个)粘结工艺补缩筋的一端;
[0033] 4)在叶片上端内浇口粘结工艺补缩筋的另一端,尽量靠近浇口中间厚大部位,工 艺补缩筋与叶身之间的距离不小于8mm;
[OO34] 5)将带有工艺补缩筋且修整好的叶片蜡模组合成模组;
[0035] 6)对模组进行定向凝固柱晶/单晶铸造生产以下工艺流程:制壳、脱蜡、型壳焙烧、 熔化浇注、脱壳、热处理、切割等。
[0036] 7)在切割时利用线切割或砂轮切割去除增加的工艺补缩筋,并打磨干净。
[0037] 案例1:某三代机高压涡轮工作叶片
[0038] 1)根据叶片尺寸,设计确定相应的工艺补缩筋形状和尺寸,选用扁平状工艺补缩 筋,厚度0.5mm,宽度3mm。工艺补缩筋长度大于叶片上内浇口到缘板的直线距离约3mm。
[0039] 2)制作叶片蜡模上下端内浇口,并与叶片粘结组合;
[0040] 3)在叶片缘板距离叶身最远处徵量2个)粘结工艺补缩筋的一端;
[0041] 4)在叶片上端内浇口粘结工艺补缩筋的另一端,尽量靠近浇口中间厚大部位工 艺补缩筋与叶身之间的距离不小于8mm; ’
[0042] 5)将带有工艺补缩筋且修整好的叶片蜡模组合成模组;
[0043] 6)对模组进行定向柱晶/单晶铸造生产以下工艺流程:制壳、脱蜡、型壳焙烧、溶化 浇注、脱壳、热处理、切割等。
[0044] 7)在切割时利用线切割或砂轮切割去除增加的工艺补缩筋,并打磨干净。
[0045] 案例2:某四代机高压涡轮工作叶片
[0046] 1)根据叶片尺寸,设计确定相应的工艺补缩筋形状和尺寸,选用扁平状工艺补缩 筋,厚度1mm,宽度6mm。工艺补缩筋长度大于叶片上内浇口到缘板的直线距离约5mm。
[0047] 2)制作叶片蜡模上下端内浇口,并与叶片粘结组合;
[0048] 3)在叶片缘板距离叶身最远处(数量4个)粘结工艺补缩筋的一端;
[0049] 4)在叶片上端内浇口粘结工艺补缩筋的另一端,尽量靠近浇口中间厚大部位,工 艺补缩筋与叶身之间的距离不小于8mm;
[0050] 5)将带有工艺补缩筋且修整好的叶片蜡模组合成模组;
[0051] 6)对模组进行定向柱晶/单晶铸造生产以下工艺流程:制壳、脱蜡、型壳焙烧、溶化 浇注、脱壳、热处理、切割等。
[0052] 7)在切割时利用线切割或砂轮切割去除增加的工艺补缩筋,并打磨干净。
[0053] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定 本发明的具体实施方式仅限于此,对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱 离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单的推演或替换,都应当视为属于本发明由所 提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (10)

1.一种定向凝固柱晶及单晶叶片铸造方法,其特征在于:在进行叶片蜡模修整组合时, 将工艺补缩筋(3)—端粘接在叶片上端内浇口⑴上,工艺补缩筋(3)另一端粘接在距离叶 身最远的缘板边角处,工艺补缩筋平行于叶身设置,工艺补缩筋与缘板连接处预留切割段, 切割段宽度及厚度大于或等于工艺补缩筋的宽度及厚度,工艺补缩筋呈弧线状不拉直紧 绷; 然后经制壳、脱蜡、型壳焙烧、熔化浇注、脱壳、热处理、切割完成定向凝固柱晶及单晶 叶片的铸造。
2.根据权利要求1所述的定向凝固柱晶及单晶叶片铸造方法,其特征在于,具体步骤如 下: 1) 根据叶片尺寸,确定相应的工艺补缩筋形状和尺寸; 2) 制作叶片蜡模上下端内浇口,并与叶片粘结组合; 3) 将在叶片缘板距离叶身最远处与工艺补缩筋一端粘结; 4) 在叶片上端内浇口粘结工艺补缩筋的另一端; 5) 将带有工艺补缩筋且修整好的叶片蜡模组合成模组; 6) 经过制壳、脱蜡、型壳焙烧、熔化浇注、脱壳、热处理、切割完成定向凝固柱晶及单晶 叶片的铸造。
3.根据权利要求2所述的定向凝固柱晶及单晶叶片铸造方法,其特征在于:切割时利用 线切割或砂轮切割去除增加的工艺补缩筋,并打磨干净。
4.根据权利要求1或2所述的定向凝固柱晶及单晶叶片铸造方法,其特征在于:所述工 艺补缩筋(3)与叶身间隙8mm以上。
5.根据权利要求1或2所述的定向凝固柱晶及单晶叶片铸造方法,其特征在于:所述切 割段宽度及厚度为l-2mm。
6.根据权利要求1或2所述的定向凝固柱晶及单晶叶片铸造方法,其特征在于:所述工 艺补缩筋⑶为直径® 3mm圆柱状。
7.根据权利要求1或2所述的定向凝固柱晶及单晶叶片铸造方法,其特征在于:所述工 艺补缩筋⑶为扁平状,厚度0.5mm〜lmm,宽度3mm〜6mra。
8. 根据权利要求1或2所述的定向凝固柱晶及单晶叶片铸造方法,其特征在于:所述工 艺补缩筋(3)长度大于叶片上端内浇口(1)到距离叶身最远的缘板边角处直线距离3mm〜 5mm 〇
9. 根据权利要求1或2所述的定向凝固柱晶及单晶叶片铸造方法,其特征在于:所述工 艺补缩筋⑶粘接在叶片上端内浇口⑴口中间厚大部位。 1〇 •根据权利要求1或2所述的定向凝固柱晶及单晶叶片铸造方法,其特征在于:在叶片 上端内浇口(1)与距离叶身最远的缘板边角处粘接有多根工艺补缩筋(3)。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108097877A (zh) * 2017-11-02 2018-06-01 江苏大学 一种用于抑制单晶叶片杂晶缺陷形成的方法
CN109226691A (zh) * 2018-10-10 2019-01-18 深圳市万泽中南研究院有限公司 导向叶片的制造方法、陶瓷模壳及制造设备
CN109482816A (zh) * 2018-11-07 2019-03-19 深圳市万泽中南研究院有限公司 铸件的制造方法及陶瓷模壳
CN110076292A (zh) * 2019-05-27 2019-08-02 中国航发北京航空材料研究院 一种双联整铸定向凝固涡轮导向叶片的熔模铸造方法
CN111496187A (zh) * 2020-05-09 2020-08-07 中国航发北京航空材料研究院 一种单晶双联体空心导向叶片的熔模精密铸造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3598172A (en) * 1969-10-30 1971-08-10 United Aircraft Corp Process of casting with downward-unidirectional solidification
US3857436A (en) * 1973-02-13 1974-12-31 D Petrov Method and apparatus for manufacturing monocrystalline articles
CN102363199A (zh) * 2011-11-04 2012-02-29 西安航空动力股份有限公司 一种整体叶盘的蜡模制造方法及夹具
CN103147117A (zh) * 2013-04-01 2013-06-12 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种高温合金的定向凝固装置及其使用方法
CN103143678A (zh) * 2013-04-01 2013-06-12 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种用于优化高温合金叶片定向柱晶组织的模壳
CN103147120A (zh) * 2013-04-01 2013-06-12 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种高温合金的定向凝固装置
CN203936326U (zh) * 2014-04-25 2014-11-12 西安航空动力股份有限公司 一种熔模铸造定向凝固保温箱
CN105108061A (zh) * 2015-09-30 2015-12-02 东方电气集团东方汽轮机有限公司 消除单晶叶片中杂晶缺陷的方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3598172A (en) * 1969-10-30 1971-08-10 United Aircraft Corp Process of casting with downward-unidirectional solidification
US3857436A (en) * 1973-02-13 1974-12-31 D Petrov Method and apparatus for manufacturing monocrystalline articles
CN102363199A (zh) * 2011-11-04 2012-02-29 西安航空动力股份有限公司 一种整体叶盘的蜡模制造方法及夹具
CN103147117A (zh) * 2013-04-01 2013-06-12 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种高温合金的定向凝固装置及其使用方法
CN103143678A (zh) * 2013-04-01 2013-06-12 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种用于优化高温合金叶片定向柱晶组织的模壳
CN103147120A (zh) * 2013-04-01 2013-06-12 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种高温合金的定向凝固装置
CN203936326U (zh) * 2014-04-25 2014-11-12 西安航空动力股份有限公司 一种熔模铸造定向凝固保温箱
CN105108061A (zh) * 2015-09-30 2015-12-02 东方电气集团东方汽轮机有限公司 消除单晶叶片中杂晶缺陷的方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108097877A (zh) * 2017-11-02 2018-06-01 江苏大学 一种用于抑制单晶叶片杂晶缺陷形成的方法
CN109226691A (zh) * 2018-10-10 2019-01-18 深圳市万泽中南研究院有限公司 导向叶片的制造方法、陶瓷模壳及制造设备
CN109482816A (zh) * 2018-11-07 2019-03-19 深圳市万泽中南研究院有限公司 铸件的制造方法及陶瓷模壳
CN110076292A (zh) * 2019-05-27 2019-08-02 中国航发北京航空材料研究院 一种双联整铸定向凝固涡轮导向叶片的熔模铸造方法
CN111496187A (zh) * 2020-05-09 2020-08-07 中国航发北京航空材料研究院 一种单晶双联体空心导向叶片的熔模精密铸造方法

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