CN106890940B - 整铸导向器的浇注系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种整铸导向器的浇注系统，包括导向器蜡模，所述导向器蜡模包括导向器外环、位于所述导向器外环内的导向器内环、连接于所述导向器外环和所述导向器内环之间且与所述导向器外环和所述导向器内环连通的多片导向叶片。还包括浇冒系统蜡模，所述导向器蜡模水平设置，且所述导向叶片的排气边朝上，所述浇冒系统蜡模包括：位于所述导向器蜡模上方的浇口杯，所述浇口杯的出口端连接有用于导流的弯弓浇道，所述弯弓浇道的出口端与所述导向器外环相连。所述浇口杯的出口端还连接有用于迫使所述浇口杯内的浇注液仅能通过所述弯弓浇道由所述导向器外环充入所述导向叶片的竖直浇道4，所述竖直浇道4的出口端与所述导向器内环相连。

Description

整铸导向器的浇注系统
技术领域
本发明涉及精密铸造领域，特别地，涉及一种整铸导向器的浇注系统。
背景技术
为了满足航空发动机工作性能的需求，要求等轴晶铸造整体导向器和整体铸造涡轮盘叶片上不允许存在平行于受力方向生长的柱状晶，尤其是叶片排气边区域，而由于整铸导向器结构特殊，导向叶片排气边散热速率较大，叶片上温度梯度较大，特别容易产生平行于受力方向的柱状晶，致使铸件报废，严重影响其合格率。
目前，刘文娜、张凌峰等著文献“精密铸造等轴晶涡轮叶片晶粒度控制方法、特种铸造及有色合金”，公开了通过控制叶片排气边组合方式等控制涡轮叶片晶粒度的方法，闵蓉、赵儒梁等著专利“一种内部植入保温材料的复合式型壳的储备方法”，尹冬梅、陈杰等著专利“一种控制精铸涡轮叶片晶粒度的方法”等文献公开了控制精铸涡轮叶片晶粒度的方法，但是，通过改进浇注系统以改善整体精铸导向器的晶粒度的方法在国内外文献中没有被公开。
发明内容
本发明提供了一种整铸导向器的浇注系统，以解决导向器叶片浇注时存在的导向器叶片晶粒度可控性差、导向器叶片的排气边易产生平行于其受力方向的柱状晶的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种整铸导向器的浇注系统，包括用于成型整铸导向器的导向器蜡模，导向器蜡模包括导向器外环、位于导向器外环内的导向器内环、连接于导向器外环和导向器内环之间且与导向器外环和导向器内环连通的多片导向叶片，多片导向叶片沿导向器外环的周向依次间隔布置；还包括用于将充型导向器蜡模用的金属液导入导向器蜡模内充型的浇冒系统蜡模，导向器蜡模水平设置，且导向叶片的排气边朝上，浇冒系统蜡模包括：位于导向器蜡模上方的浇口杯，浇口杯的出口端连接有用于导流的弯弓浇道，弯弓浇道的出口端与导向器外环相连；浇口杯的出口端还连接有用于迫使浇口杯内的浇注液仅能通过弯弓浇道由导向器外环充入导向叶片的竖直浇道，竖直浇道的出口端与导向器内环相连。
进一步地，竖直浇道竖直设置，包括与浇口杯的出口端相连的第一直浇段、竖直设置且与第一直浇段的出口端相连的第二直浇段、与第二直浇段的出口端相连的第三直浇段；第三直浇段的出口端与导向器内环相连；第二直浇段的内径小于第一直浇段的内径、且第二直浇段的内径小于弯弓浇道的内径以迫使浇口杯内的浇注液仅能由弯弓浇道充入导向器蜡模。
进一步地，第三直浇段包括竖直设置且与第二直浇段的出口端相连的第三直浇段主段，第三直浇段主段的内径大于第二直浇段的内径，且第三直浇段主段的内径与第二直浇段的内径的比值大于4:1，第一直浇段的内径与第二直浇段的内径的比值大于4:1；第三直浇段主段的侧壁上连接有第三直浇段支段，第三直浇段支段的出口端与导向器内环相连。
进一步地，弯弓浇道包括与第一直浇段的侧壁相连的弯弓直浇道，弯弓直浇道的出口端连接有用于使浇注液平稳充入导向器蜡模的底注浇冒口，底注浇冒口的出口端与导向器外环相连。
进一步地，弯弓直浇道包括与第一直浇段的侧壁相连的第四直浇段，第四直浇段倾斜设置且与第二直浇段的反向延长线相交；第四直浇段的出口端连接有竖直设置的第五直浇段，第五直浇段的出口端连接底注浇冒口。
进一步地，第四直浇段的内径与第五直浇段的内径相同，且第四直浇段的外径与第五直浇段的外径相同。
进一步地，第三直浇段包括对应各导向叶片设置的多根第三直浇段支段，多根第三直浇段支段的进口端分别与第三直浇段主段相连，多根第三直浇段支段的出口端分别与导向器内环相连；弯弓浇道包括对应各导向叶片设置的多个底注浇冒口，多个底注浇冒口的出口端分别与导向器外环相连。
进一步地，弯弓直浇道的数量为多根，多根弯弓直浇道的进口端均与第一直浇段的侧壁相连，多根弯弓直浇道的出口端各连接有一个底注浇冒口。
进一步地，弯弓直浇道的数量为多根，多根弯弓直浇道的进口端均与第一直浇段的侧壁相连，多根弯弓直浇道的出口端各连接有数量相同或不相同的多个底注浇冒口。
进一步地，多根弯弓直浇道以第二直浇段的轴线为中心呈环形均匀间隔布置。
本发明具有以下有益效果：
本发明的整铸导向器的浇注系统中，包括浇口杯、与浇口杯的出口端相连的弯弓浇道和竖直浇道，竖直浇道用于迫使浇口杯内的浇注液只能通过弯弓浇道由导向器外环充入导向器蜡模，故在竖直浇道的作用下，浇口杯中的浇注液仅能通过弯弓浇道由导向器外环充入导向器蜡模，再朝导向器内环流动以充型导向器蜡模，由于浇注液由导向叶片的扩口端至缩口端流动充型，故导向器蜡模的型壳的散热方式由“开阔型”变为“收敛型”，型壳的散热速率和型壳与浇注液的温度差降低，故而可较大的改善成型后的单元叶片的晶粒度，进而提高导向器叶片的合格率；同时，又因为导向叶片的排气边朝上，故浇注液充型导向叶片时，最先充型导向叶片的与排气边相对设置的进气边，充型导向叶片的进气边时，浇注液受到激冷作用结晶，进而释放结晶潜热，释放的结晶潜热可以预热导向叶片的排气边型壳，从而降低浇注液充型排气边时型壳与浇注液的温度梯度及排气边浇注液的散热速率，防止成型后的单元叶片排气边形成平行于受力方向的柱状晶，进而进一步提高导向器叶片的合格率。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的整铸导向器的浇注系统的结构示意图。
图例说明
10、导向器蜡模；11、导向器外环；12、导向器内环；13、导向叶片；20、浇口杯；30、弯弓浇道；31、弯弓直浇道；311、第四直浇段；312、第五直浇段；32、底注浇冒口；40、竖直浇道；41、第一直浇段；42、第二直浇段；43、第三直浇段；431、第三直浇段主段；432、第三直浇段支段。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
参照图1，本发明的优选实施例提供了一种整铸导向器的浇注系统，包括用于成型整铸导向器的导向器蜡模10，所述导向器蜡模10包括导向器外环11、位于所述导向器外环11内的导向器内环12、连接于所述导向器外环11和所述导向器内环12之间且与所述导向器外环11 和所述导向器内环12连通的多片导向叶片13，多片所述导向叶片13沿所述导向器外环11的周向依次间隔布置。还包括用于将充型所述导向器蜡模10用的金属液导入所述导向器蜡模10 内充型的浇冒系统蜡模，所述导向器蜡模10水平设置，且所述导向叶片13的排气边朝上，所述浇冒系统蜡模包括：位于所述导向器蜡模10上方的浇口杯20，所述浇口杯20的出口端连接有用于导流的弯弓浇道30，所述弯弓浇道30的出口端与所述导向器外环11相连。所述浇口杯20的出口端还连接有用于迫使所述浇口杯20内的浇注液仅能通过所述弯弓浇道30由所述导向器外环11充入所述导向叶片13的竖直浇道40，所述竖直浇道40的出口端与所述导向器内环12相连。本发明的整铸导向器的浇注系统中，包括浇口杯20、与浇口杯20的出口端相连的弯弓浇道30和竖直浇道40，竖直浇道40用于迫使浇口杯20内的浇注液只能通过弯弓浇道30由导向器外环11充入导向器蜡模10，故在竖直浇道40的作用下，浇口杯20中的浇注液仅能通过弯弓浇道30由导向器外环11充入导向器蜡模10，再朝导向器内环12流动以充型导向器蜡模10，由于浇注液由导向叶片13的扩口端至缩口端流动充型，故导向器蜡模 10的型壳的散热方式由“开阔型”变为“收敛型”，型壳的散热速率和型壳与浇注液的温度差降低，故而可较大的改善成型后的单元叶片的晶粒度，进而提高导向器叶片的合格率；同时，又因为导向叶片13的排气边朝上，故浇注液充型导向叶片13时，最先充型导向叶片13的与排气边相对设置的进气边，充型导向叶片13的进气边时，浇注液受到激冷作用结晶，进而释放结晶潜热，释放的结晶潜热可以预热导向叶片13的排气边型壳，从而降低浇注液充型排气边时型壳与浇注液的温度梯度及排气边浇注液的散热速率，防止成型后的单元叶片排气边形成平行于受力方向的柱状晶，进而进一步提高导向器叶片的合格率。
可选地，如图1所示，竖直浇道40竖直设置，包括与浇口杯20的出口端相连的第一直浇段41、竖直设置且与第一直浇段41的出口端相连的第二直浇段42、与第二直浇段42的出口端相连的第三直浇段43。第三直浇段43的出口端与导向器内环12相连。第二直浇段42的内径小于第一直浇段41的内径、且第二直浇段42的内径小于弯弓浇道30的内径以迫使浇口杯20内的浇注液只能由弯弓浇道30充入导向器蜡模10。竖直浇道40为组合直浇道，该组合直浇道包括由上至下依次设置且相连的第一直浇段41、第二直浇段42及第三直浇段43，且第二直浇段42的内径小于第一直浇段41的内径、第二直浇段42的内径小于弯弓浇道30的内径，这种组合直浇道可以在浇注液充型导向器蜡模10的型壳时形成“卡脖子”作用，称为“浇道颈”组合，利用这种组合直浇道，可以防止浇注时浇注液在重力作用下通过竖直浇道40由导向器内环12充型导向器蜡模10，浇注液只能通过弯弓浇道30由导向器外环11充型导向器蜡模10。本发明的整铸导向器的浇注系统，通过竖直浇道40可有效控制浇注液的流向，实现导向器蜡模10的平稳充型，可以有效减少导向器叶片的欠铸和夹渣。
本发明的具体实施例中，如图1所示，第三直浇段43包括竖直设置且与第二直浇段42 的出口端相连的第三直浇段主段431，第三直浇段主段431的内径大于第二直浇段42的内径，且第三直浇段主段431的内径与第二直浇段42的内径的比值大于4:1，第一直浇段41的内径与第二直浇段42的内径的比值大于4:1。第三直浇段主段431的侧壁上连接有第三直浇段支段432，第三直浇段支段432的出口端与导向器内环12相连。
可选地，如图1所示，弯弓浇道30包括与第一直浇段41的侧壁相连的弯弓直浇道31，弯弓直浇道31的出口端连接有用于使浇注液平稳充入导向器蜡模10的底注浇冒口32，底注浇冒口32的出口端与导向器外环11相连。通过底注浇冒口32的作用，可使浇注液平稳充入导向器蜡模10，实现单元叶片的平稳充型，进一步减少导向器叶片的欠铸和夹渣。
本发明的具体实施例中，如图1所示，弯弓直浇道31包括与第一直浇段41的侧壁相连的第四直浇段311，第四直浇段311倾斜设置且与第二直浇段42的反向延长线相交。第四直浇段311的出口端连接有竖直设置的第五直浇段312，第五直浇段312的出口端连接底注浇冒口32。进一步地，第四直浇段311的内径与第五直浇段312的内径相同，且第四直浇段311 的外径与第五直浇段312的外径相同。
本发明具体实施例中，如图1所示，所述第三直浇段43包括对应各所述导向叶片13设置的多根所述第三直浇段支段432，多根所述第三直浇段支段432的进口端分别与所述第三直浇段主段431相连，多根所述第三直浇段支段432的出口端分别与所述导向器内环12相连。所述弯弓浇道30包括对应各所述导向叶片13设置的多个所述底注浇冒口32，多个所述底注浇冒口32的出口端分别与所述导向器外环11相连。
本发明的第一实施例，弯弓直浇道31的数量为多根，多根弯弓直浇道31的进口端均与第一直浇段41的侧壁相连，多根弯弓直浇道31的出口端各连接有一个底注浇冒口32。
本发明的第二实施例，与第一实施例不同的是，弯弓直浇道31的数量为多根，多根弯弓直浇道31的进口端均与第一直浇段41的侧壁相连，多根弯弓直浇道31的出口端各连接有数量相同或不相同的多个底注浇冒口32。本发明的第二实施例中，相对于本发明的第一实施例，由于多根弯弓直浇道31的出口端各连接有多个底注浇冒口32，当导向器蜡模10的数量一定时，可有效减少弯弓直浇道31的数量，从而简化整铸导向器的浇注系统的整体结构。
可选地，如图1所示，弯弓直浇道31的数量为多根，多根弯弓直浇道31以第二直浇段 42的轴线为中心呈环形均匀间隔布置。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种整铸导向器的浇注系统，其特征在于，
包括用于成型整铸导向器的导向器蜡模(10)，所述导向器蜡模(10)包括导向器外环(11)、位于所述导向器外环(11)内的导向器内环(12)、连接于所述导向器外环(11)和所述导向器内环(12)之间且与所述导向器外环(11)和所述导向器内环(12)连通的多片导向叶片(13)，多片所述导向叶片(13)沿所述导向器外环(11)的周向依次间隔布置；
还包括用于将充型所述导向器蜡模(10)用的金属液导入所述导向器蜡模(10)内充型的浇冒系统蜡模，所述导向器蜡模(10)水平设置，且所述导向叶片(13)的排气边朝上，所述浇冒系统蜡模包括：
位于所述导向器蜡模(10)上方的浇口杯(20)，所述浇口杯(20)的出口端连接有用于导流的弯弓浇道(30)，所述弯弓浇道(30)的出口端与所述导向器外环(11)相连；
所述浇口杯(20)的出口端还连接有用于迫使所述浇口杯(20)内的浇注液仅能通过所述弯弓浇道(30)由所述导向器外环(11)充入所述导向叶片(13)的竖直浇道(40)，所述竖直浇道(40)的出口端与所述导向器内环(12)相连。
2.根据权利要求1所述的整铸导向器的浇注系统，其特征在于，
所述竖直浇道(40)竖直设置，包括与所述浇口杯(20)的出口端相连的第一直浇段(41)、竖直设置且与所述第一直浇段(41)的出口端相连的第二直浇段(42)、与所述第二直浇段(42)的出口端相连的第三直浇段(43)；
所述第三直浇段(43)的出口端与所述导向器内环(12)相连；
所述第二直浇段(42)的内径小于所述第一直浇段(41)的内径、且所述第二直浇段(42)的内径小于所述弯弓浇道(30)的内径以迫使所述浇口杯(20)内的浇注液仅能由所述弯弓浇道(30)充入所述导向器蜡模(10)。
3.根据权利要求2所述的整铸导向器的浇注系统，其特征在于，
所述第三直浇段(43)包括竖直设置且与所述第二直浇段(42)的出口端相连的第三直浇段主段(431)，所述第三直浇段主段(431)的内径大于所述第二直浇段(42)的内径，且所述第三直浇段主段(431)的内径与所述第二直浇段(42)的内径的比值大于4:1，所述第一直浇段(41)的内径与所述第二直浇段(42)的内径的比值大于4:1；
所述第三直浇段主段(431)的侧壁上连接有第三直浇段支段(432)，所述第三直浇段支段(432)的出口端与所述导向器内环(12)相连。
4.根据权利要求3所述的整铸导向器的浇注系统，其特征在于，
所述弯弓浇道(30)包括与所述第一直浇段(41)的侧壁相连的弯弓直浇道(31)，所述弯弓直浇道(31)的出口端连接有用于使浇注液平稳充入所述导向器蜡模(10)的底注浇冒口(32)，所述底注浇冒口(32)的出口端与所述导向器外环(11)相连。
5.根据权利要求4所述的整铸导向器的浇注系统，其特征在于，
所述弯弓直浇道(31)包括与所述第一直浇段(41)的侧壁相连的第四直浇段(311)，所述第四直浇段(311)倾斜设置且与所述第二直浇段(42)的反向延长线相交；
所述第四直浇段(311)的出口端连接有竖直设置的第五直浇段(312)，所述第五直浇段(312)的出口端连接所述底注浇冒口(32)。
6.根据权利要求5所述的整铸导向器的浇注系统，其特征在于，
所述第四直浇段(311)的内径与所述第五直浇段(312)的内径相同，且所述第四直浇段(311)的外径与所述第五直浇段(312)的外径相同。
7.根据权利要求4所述的整铸导向器的浇注系统，其特征在于，
所述第三直浇段(43)包括对应各所述导向叶片(13)设置的多根所述第三直浇段支段(432)，多根所述第三直浇段支段(432)的进口端分别与所述第三直浇段主段(431)相连，多根所述第三直浇段支段(432)的出口端分别与所述导向器内环(12)相连；
所述弯弓浇道(30)包括对应各所述导向叶片(13)设置的多个所述底注浇冒口(32)，多个所述底注浇冒口(32)的出口端分别与所述导向器外环(11)相连。
8.根据权利要求7所述的整铸导向器的浇注系统，其特征在于，
所述弯弓直浇道(31)的数量为多根，多根所述弯弓直浇道(31)的进口端均与所述第一直浇段(41)的侧壁相连，多根所述弯弓直浇道(31)的出口端各连接有一个所述底注浇冒口(32)。
9.根据权利要求7所述的整铸导向器的浇注系统，其特征在于，
所述弯弓直浇道(31)的数量为多根，多根所述弯弓直浇道(31)的进口端均与所述第一直浇段(41)的侧壁相连，多根所述弯弓直浇道(31)的出口端各连接有多个所述底注浇冒口(32)，且所述底注浇冒口(32)的数量相同或不相同。
10.根据权利要求8或9中任一项所述的整铸导向器的浇注系统，其特征在于，
多根所述弯弓直浇道(31)以所述第二直浇段(42)的轴线为中心呈环形均匀间隔布置。
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