CN107803465A - 一种单晶铸件用防破裂底板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单晶铸件用防破裂底板及其制备方法，采用特殊底板模壳设计，消除模壳不同区域温度差异造成拉扯而形成的底板破裂和变形，提高单晶铸造成功率。

Description

一种单晶铸件用防破裂底板及其制备方法
技术领域
本发明主要涉及精密铸造领域，具体涉及一种可消除因温度差异引起单晶用模壳底板裂纹或变形的精密底板铸造模壳设计方法。
背景技术
随着对航空发动机推重比及工作效率要求的不断提高，航空发动机涡轮前温度也随之不断提高，甚至达到了1550℃以上的高温。普通等轴晶组织高温合金叶片难以服役于此工况条件。单晶高温合金由于具有熔点高、高温强度和抗蠕变性能优良等优点得到了越来越多的应用。但值得注意的是,为了实现单晶铸件的定向凝固，会在单晶铸件用精密铸造模壳底部设计一个圆形底板3，底板上有起晶器位置圆孔11，作为单晶晶粒形核和生长的起点。在合金浇注过程中，底板上的圆孔内会浇注入金属液，造成其周围模壳温度迅速升高，而靠近中注管2的区域温度相对较低，两个区域温度场会高达800℃。众所周知，这无疑会引起两个区域内模壳膨胀量有所差异，形成拉扯力，导致模壳底板破裂或变形，甚至单晶铸造失败。该现象在模壳底板尺寸偏大时较为明显，尤其是当底板直径大于500mm和铸造浇注温度高于1500℃时。
本发明中提出的模壳制备方法可有效的解决这一问题，降低因上述原因造成的单晶铸造失败率。
发明内容
本发明的目的是设计一种新的底板模壳结构，防止模壳底板因变形而造成破裂，提高铸造成功率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种单晶铸件用防破裂底板，包括设置有中注管位置圆孔以及起晶器位置圆孔的圆形底板，所述底板上两个起晶器位置圆孔间设置有一个缓冲条，所述的缓冲条由底板边缘向中注管位置圆孔圆心方向延伸，缓冲条的两条边线为底板半径方向；
一种单晶铸件用防破裂底板，所述的缓冲条两条边线间的夹角为4-8度，两条边线长度50mm至100mm，所述的缓冲条至多有三个；
所述的单晶铸件用防破裂底板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)蜡模的制备
将蜡料在温度40-120℃、注射压力0.5-20Mpa条件下注入带有缓冲条突棱的底板蜡模模具，获得底板蜡模；
(2)防破裂底板模壳的制备
在底板蜡模表面涂挂3-20mm厚的精密铸造模壳，模壳制备完成后，在脱蜡前将缓冲条突棱的顶端面和靠近底板外圆的模壳去除，形成缓冲间隙，然后在120-200℃下脱蜡，800-950℃下焙烧1-5个小时后获得单晶定向用精密铸造防破裂底板模壳。
本发明所带来的有益效果是：
本发明采用特殊底板模壳设计，消除模壳不同区域温度差异造成拉扯而形成的底板破裂和变形，提高单晶铸造成功率。
附图说明
图1本发明结构示意图。
图2脱蜡后底板模壳部分俯视图。
具体实施方式
如图1、2所示，一种单晶铸件用防破裂底板，包括设置有中注管位置圆孔2以及起晶器位置圆孔3的圆形底板1，所述底板1上两个起晶器位置圆孔3间设置有一个缓冲条4，所述的缓冲条4由底板边缘向中注管位置圆孔2圆心延伸，缓冲条4的两条边线5为底板1半径方向；
一种单晶铸件用防破裂底板，所述的缓冲条4两条边线5间的夹角为4-8度，两条边线5长度50mm至100mm，所述的缓冲条4至多有三个。
所述的单晶铸件用防破裂底板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)蜡模的制备
将蜡料在温度40-120℃、注射压力0.5-20Mpa条件下注入带有缓冲条4突棱的底板蜡模模具，获得底板蜡模；
(2)防破裂底板模壳的制备
在底板蜡模表面涂挂3-20mm厚的精密铸造模壳，模壳制备完成后，在脱蜡前将缓冲条突棱的顶端面和靠近底板外圆的模壳去除，形成缓冲间隙6，然后在120-200℃下脱蜡，800-950℃下焙烧1-5个小时后获得单晶定向用精密铸造防破裂底板模壳。

Claims (3)

1.一种单晶铸件用防破裂底板，包括设置有中注管位置圆孔以及起晶器位置圆孔的圆形底板，其特征在于：所述底板上两个起晶器位置圆孔间设置有一个缓冲条，所述的缓冲条由底板边缘向中注管位置圆孔圆心方向延伸，缓冲条的两条边线为底板半径方向。
2.一种单晶铸件用防破裂底板，其特征在于：所述的缓冲条两条边线间的夹角为4-8度，两条边线长度50mm至100mm，所述的缓冲条至多有三个。
3.一种权利要求1所述的单晶铸件用防破裂底板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)蜡模的制备
将蜡料在温度40-120℃、注射压力0.5-20Mpa条件下注入带有缓冲条突棱的底板蜡模模具，获得底板蜡模；
(2)防破裂底板模壳的制备
在底板蜡模表面涂挂3-20mm厚的精密铸造模壳，模壳制备完成后，在脱蜡前将缓冲条突棱的顶端面和靠近底板外圆的模壳去除，形成缓冲间隙，然后在120-200℃下脱蜡，800-950℃下焙烧1-5个小时后获得单晶定向用精密铸造防破裂底板模壳。
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