CN107747129A - 一种定向凝固铸造用调整温度场的保温墙制造方法 - Google Patents

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王斌
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Abstract

本发明公开了一种定向凝固铸造用调整温度场的保温墙制造方法，本发明是组合蜡模模组时在铸件蜡模和中注管之间增加一个起保温排料作用的栅栏条保温墙蜡模，经压制、组合、制壳、脱蜡等工艺后，浇注时栅栏条保温墙将靠近加热器附近铸件所处的区域和远离加热器的中注管所处区域分开，使得模组所处的加热器内维持一个相对均匀的温度场。而栅栏条可以解决制壳过程中料将堆积引起的模壳干燥不透强度降低问题。

Description

一种定向凝固铸造用调整温度场的保温墙制造方法
技术领域
本发明属于熔模精密铸造领域，具体涉及一种定向凝固铸造用调整温度场的保温墙制造方法。
背景技术
定向凝固柱晶及单晶铸造常见方法有发热铸型法、功率降低法、快速凝固法和液态金属冷却法。其中快速凝固法是目前最为常用的一种工程化生产方法。国内所用结晶器规格通常为Φ200mm、Φ250mmΦ300mm，设备利用率不高，大批量生产时成本较高，为此，需要不断提高该类叶片的工艺出品率、设备利用率和生产能力，降低其生产成本。采用大结晶底盘(直径大于等于400mm)定向凝固炉铸造定向柱晶铸件时，每模组铸件数量增加，每炉浇注铸件数量增加，设备生产效率明显提高，但是随着定向炉的铸型室及铸造模组尺寸的增大，靠近加热器附近的温度和远离加热器中心区域的温度存在差异，导致加热器内不能形成一个相对均匀的温度场。导致大结晶底盘铸造的铸件晶粒度合格率较低。在此基础上，研发了一种保温桶来控制大结晶底盘炉内温度场均匀性，效果很明显，专利申请号为201518002553.6。但是该发明在制壳过程中存在很大问题，由于保温墙是整体的，料浆不能顺畅排出，导致制壳时料浆堆积，模壳干燥不透，强度降低，且厚薄不均，极易造成浇注过程漏壳问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种定向凝固铸造用调整温度场的保温墙制造方法，对大调整温度场的保温墙定向铸造凝固过程中的温度场进行补偿和控制，改善叶片柱晶单晶的生长条件，解决温度场不均匀引起晶粒度超差的问题，且该方法工艺简单，容易操作，能够解决制壳过程的料浆堆积问题。
为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：
步骤一，根据所需尺寸制作保温墙蜡模，保温墙蜡模为圆筒状且两端开口，圆筒的内表面上设置有若干竖直栅栏条，两个栅栏条之间的位置对应叶片位置，根据需要设置栅栏条的个数；
步骤二，组合蜡模模组，将保温墙蜡模放于铸件蜡模和中注管之间，将每个叶片组合位置对应放在每个栅栏位置外侧；
步骤三，对带有栅栏条保温墙的蜡模模组进行制壳，料浆通过保温墙两个栅栏条空隙流出，脱蜡、型壳焙烧和熔化浇注后，即完成调整温度场的保温墙的制造。
所述步骤一中，两个栅栏条之间的空隙为10～15mm。
所述步骤一中，所需尺寸包括保温墙主体的外径ΦD，保温墙主体的内径Φd，保温墙主体的高H。
所述步骤一中，所需尺寸包括栅栏条的长度h，栅栏条的宽度W，两个栅栏条间的间隙T。
所述步骤二中，保温墙蜡模的上缘与铸件蜡模上缘平齐。
所述步骤二中，铸件蜡模靠近保温墙蜡模的一侧边缘与保温墙蜡模的筒外壁之间的距离为10～20mm。
与现有技术相比，本发明是组合蜡模模组时在铸件蜡模和中注管之间增加一个起保温排料作用的栅栏条保温墙蜡模，经压制、组合、制壳、脱蜡等工艺后，浇注时栅栏条保温墙将靠近加热器附近铸件所处的区域和远离加热器的中注管所处区域分开，使得模组所处的加热器内维持一个相对均匀的温度场。而栅栏条可以解决制壳过程中料将堆积引起的模壳干燥不透强度降低问题。
附图说明
图1为本发明栅栏条保温墙的结构示意图；
图2为本发明栅栏条保温墙的俯视图；
图3为本发明蜡模模组示意图；
其中，ΦD为保温墙主体外径，Φd为保温墙主体的内径，H为保温墙主体的高，h为保温墙主体上栅栏条的长，W为保温墙主体上栅栏条的宽度，T为保温墙主体上栅栏条的间隙，1为栅栏条保温墙蜡模，2为中注管蜡模，3为铸件蜡模，4为结晶底盘。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例1，某机高压涡轮工作叶片：
1)根据结晶底盘尺寸Φ400mm、每模组高压涡轮工作叶片的个数为15件及尺寸设计与之相适应的栅栏条保温墙，保温墙的外径为ΦD＝150mm，保温墙的内径为Φd＝140mm，保温墙的高为H＝110mm，栅栏条的长为h＝100mm，栅栏条的宽度为W＝21.4mm，栅栏条的间隙为T＝10mm；
2)根据栅栏条保温墙设计图制作保温墙蜡模压制模具；
3)制定栅栏条保温墙压制参数，并进行蜡模压制；
4)按照高压涡轮工作叶片模组组合图(图3)进行模组组合；
5)进行定向柱晶单晶叶片熔模精密铸造生产工艺流程：制壳、脱蜡、型壳焙烧、熔化浇注等。
实施例2：
1)根据模组的结晶底盘尺寸为Φ400mm、每模组某机高压涡轮导向叶片的个数为13件及尺寸设计与之相适应的保温墙蜡模，保温墙的外径为ΦD＝140mm，保温墙的内径为Φd＝130mm，保温墙的高为H＝90mm，栅栏条的长为h＝80mm，栅栏条的宽度为W＝22mm，栅栏条的间隙为T＝12mm；
2)根据栅栏条保温墙设计图制作蜡模模具；
3)制定栅栏条保温墙压制参数，并进行蜡模压制；
4)按照某机高压涡轮导向叶片模组组合图(图3)进行模组组合；
5)进行定向柱晶单晶叶片熔模精密铸造生产工艺流程：制壳、脱蜡、型壳焙烧、熔化浇注等。
参见图1和图2，实施例3，某机高压涡轮工作叶片：
1)根据模组的结晶底盘尺寸为Φ400mm、每模组高压涡轮工作叶片的个数为20件及尺寸设计与之相适应的保温墙蜡模，保温墙的外径为ΦD＝170mm，保温墙的内径为Φd＝155mm，保温墙的高为H＝120mm，栅栏条的长为h＝110mm，栅栏条的宽度为W＝14mm，栅栏条的间隙为T＝10mm；
2)根据栅栏条保温墙设计图制作蜡模模具；
3)制定栅栏条保温墙压制参数，并进行蜡模压制；
4)按照高压涡轮工作叶片模组组合图(图3)进行模组组合；
5)进行定向柱晶单晶叶片熔模精密铸造生产工艺流程：制壳、脱蜡、型壳焙烧、熔化浇注等。

Claims (6)

1.一种定向凝固铸造用调整温度场的保温墙制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，根据所需尺寸制作保温墙蜡模，保温墙蜡模为圆筒状且两端开口，圆筒的内表面上设置有若干竖直栅栏条，两个栅栏条之间的位置对应叶片位置，根据需要设置栅栏条的个数；
步骤二，组合蜡模模组，将保温墙蜡模放于铸件蜡模和中注管之间，将每个叶片组合位置对应放在每个栅栏位置外侧；
步骤三，对带有栅栏条保温墙的蜡模模组进行制壳，料浆通过保温墙两个栅栏条空隙流出，脱蜡、型壳焙烧和熔化浇注后，即完成调整温度场的保温墙的制造。
2.根据权利要求1所述的一种定向凝固铸造用调整温度场的保温墙制造方法，其特征在于，所述步骤一中，两个栅栏条之间的空隙为10～15mm。
3.根据权利要求1所述的一种定向凝固铸造用调整温度场的保温墙制造方法，其特征在于，所述步骤一中，所需尺寸包括保温墙主体的外径ΦD，保温墙主体的内径Φd，保温墙主体的高H。
4.根据权利要求1所述的一种定向凝固铸造用调整温度场的保温墙制造方法，其特征在于，所述步骤一中，所需尺寸包括栅栏条的长度h，栅栏条的宽度W，两个栅栏条间的间隙T。
5.根据权利要求1所述的一种定向凝固铸造用调整温度场的保温墙制造方法，其特征在于，所述步骤二中，保温墙蜡模的上缘与铸件蜡模上缘平齐。
6.根据权利要求1所述的一种定向凝固铸造用调整温度场的保温墙制造方法，其特征在于，所述步骤二中，铸件蜡模靠近保温墙蜡模的一侧边缘与保温墙蜡模的筒外壁之间的距离为10～20mm。
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