CN108672657A - 提高特种燃机整流支柱耐高温性能的精密铸造的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

一种提高特种燃机整流支柱耐高温性能的精密铸造的工艺方法。原有燃机整流支柱结构结构复杂，产品壁厚相差悬殊，最薄壁厚铸造热节多，高温性能要求严格，其精密铸造方法制备技术难度非常大。本发明的方法，通过制模、制壳、熔炼浇注、清整和热处理分步骤来实现提高特种燃机整流支柱耐高温性能的精密铸造的工艺，消除了整流支柱在熔模精铸过程中存在的铸造缺陷，使之高温力学性能、化学成分、表面粗糙度、几何尺寸等均符合技术要求。本发明应用于提高特种燃机整流支柱耐高温性能的精密铸造的工艺。

Description

提高特种燃机整流支柱耐高温性能的精密铸造的工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种提高特种燃机整流支柱耐高温性能的精密铸造的工艺方法。
背景技术：
应用于燃气轮机，将低压气流进行分流导出，内腔呈流线型，排气流畅，导向合理，是燃气轮机上的关键部件。
燃机整流支柱结构由受力凸台、内腔筋板、固定台、翼板组成，其中固定台连接翼板，内腔筋板连接翼板，受力凸台与内腔筋板连接，结构复杂，产品壁厚相差悬殊，最薄壁厚铸造热节多，而且该产品的高温性能要求严格，其精密铸造方法制备技术难度非常大。
发明内容：
本发明的目的是提供一种提高特种燃机整流支柱耐高温性能的精密铸造的工艺方法，改善工艺流程，提高产品品质。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种提高特种燃机整流支柱耐高温性能的精密铸造的工艺方法，包括制模、制壳、熔炼浇注、清整和热处理过程，所述的型壳焙烧温度为800-850℃，时间为4-7小时，低于280℃入炉，后用真空感应炉装箱填砂浇注，精炼温度1540-1580℃，浇注温度1350-1450℃，必须在10-17秒内完成浇注，在真空中至少保持20-30分钟后才能卸载真空取出铸件。
所述的提高特种燃机整流支柱耐高温性能的精密铸造的工艺方法，在所述的制壳的蜡模外表面上，选用全硅溶胶粘结剂制作型壳，型壳的第1层、第2层砂料为刚玉砂，第3层采用细莫来石砂制作成高强度耐火层，第4层及及第15层选用粗莫来石砂进行制壳，然后对型壳进行风干，同时在中间层数干燥后型壳内放置冷铁，用铁丝固定，直到型壳达到规定的强度后，采用蒸汽进行脱蜡，脱蜡温度为130-170℃、压力为0.3-0.6MPa、保温时间为10-20分钟，脱蜡后进行高温焙烧，高温焙烧温度为960±20℃，低于280℃入炉，600℃以下出炉。
所述的提高特种燃机整流支柱耐高温性能的精密铸造的工艺方法，所述的制模首先是压蜡机上，选用低温蜡料，低温蜡料选用石蜡、硬脂酸和回收蜡配制，模具预热至17-24℃，制得的蜡模保压0.5-1h后取出，然后修正蜡模使其无缺陷，检尺合格后，再对蜡模进行浇冒口的组装。
所述的提高特种燃机整流支柱耐高温性能的精密铸造的工艺方法，所述的热处理：是得到的铸件进行奥氏体化处理，温度1120±30℃，然后保温2.5-4小时，保温时间从均温后零件实际温度达到工艺要求时刻算起。炉内吹氩气冷却后出炉，然后进行时效热处理，温度730±30℃，最后对产品进行各性能指标的检测。
本发明的有益效果：
1.本发明消除了整流支柱在熔模精铸过程中存在的铸造缺陷，使之高温力学性能、化学成分、表面粗糙度、几何尺寸等均符合技术要求。
本发明采用计算机模拟浇注过程来达到优化设计浇注系统的效果，消除铸件可能产生的铸造缺陷，是其各项技术指标合格。
本发明的涂料采用国内先进环保的全硅溶胶技术制壳，以及先进的刚玉砂配合使用，这样可得到较好的型壳高温强度及高温抗变形能力。
本发明的熔炼过程采用真空装箱填砂浇注，配合合理的工艺参数来实现其在熔炼浇注过程中的控制。
本发明热处理采用真空热处理，通过固溶处理以及时效处理来实现铸件优良的内部组织及性能，以满足铸件的各项理化要求。
本发明实现了用熔模精密铸造方法对燃机整流支柱进行生产的工艺方法，采用合理的浇注系统设计、设备工艺参数，使生产出的叶片各项理化指标，包括：化学成分、常温力学性能、高温力学性能、X光检测、外观等达到国外生产同种产品的最高水平，技术属国内领先。
具体实施方式：
实施例1：
一种提高特种燃机整流支柱耐高温性能的精密铸造的工艺方法，该方法包括如下步骤：
（一）制模：
首先在压蜡机上，选用低温蜡料，低温蜡料选用石蜡、硬脂酸和回收蜡配制，模具预热至17-24℃，制得的蜡模保压0.5-1h后取出，然后修正蜡模使其无缺陷，检尺合格后，再对蜡模进行浇冒口的组装；
（二）制壳：
在步骤一得到的蜡模外表面，选用全硅溶胶粘结剂制作型壳，型壳的第1层、第2层砂料为刚玉砂，第3层采用细莫来石砂制作成高强度耐火层，第4层及及第15层选用粗莫来石砂进行制壳，然后对型壳进行风干，同时在中间层数干燥后型壳内放置冷铁，用铁丝固定，直到型壳达到规定的强度后，采用蒸汽进行脱蜡，脱蜡温度为130-170℃、压力为0.3-0.6MPa、保温时间为10-20分钟，高温焙烧温度为960±20℃，低于350℃入炉，600℃以下出炉；
（三）熔炼浇注：
对步骤二所述的型壳进行焙烧，焙烧温度为800-1000℃，时间为4-7小时，后用真空感应炉装箱填砂浇注，炼钢温度1540-1580℃，浇注温度1350-1450℃，必须在10-17秒内完成浇注，后再真空中至少保持20-30分钟后才能卸载真空去处铸件。
（四）清整：
去除铸件表面的型壳后清理铸件内浇口、冒口等；
（五）热处理：
对步骤四中得到的铸件进行固溶处理，温度1140±20℃，然后保温0.5-0.7小时，空冷冷却后进行时效热处理，温度730±30℃，最后对产品进行各性能指标的检测。

Claims (4)

1.一种提高特种燃机整流支柱耐高温性能的精密铸造的工艺方法，其特征是：包括制模、制壳、真空熔炼浇注、清整和热处理过程，所述的真空熔炼浇注焙烧温度为800-850℃，时间为4-7小时，低于280℃入炉，真空感应炉装箱填砂浇注，精炼温度1540-1580℃，浇注温度1350-1450℃，必须在10-17秒内完成浇注，在真空中至少保持20-30分钟后卸载真空取出铸件。
2.根据权利要求1所述的提高特种燃机整流支柱耐高温性能的精密铸造的工艺方法，其特征是：所述的制壳是在所述的蜡模外表面采用先进的环保型硅溶胶型壳工艺制作型壳，型壳的第1层、第2层砂料为80-100目的刚玉砂，第3层采用30-60目的莫来石砂制作成高强度耐火层，第4层及及第15层选用16-30目的莫来石砂进行制壳，然后对型壳进行风干，同时在中第6或7层以及第9层型壳放置冷铁，直到型壳达到规定，采用蒸汽脱蜡，脱蜡温度为130-170℃、压力为0.3-0.6MPa、保温时间为10-20分钟，脱蜡后进行高温焙烧，高温焙烧温度为960±20℃，低于280℃入炉，600℃以下出炉。
3.根据权利要求1或2所述的提高特种燃机整流支柱耐高温性能的精密铸造的工艺方法，其特征是：所述的制模首先是压蜡机上，选用石蜡和硬脂酸各50%配制蜡膏，模具预热至17-24℃，蜡膏温度为41-47℃，压蜡压力为0.4-0.6Mppa，修整蜡模，检验尺寸合格后，对蜡模进行浇冒系统组装。
4.根据权利要求1或2或3所述的提高特种燃机整流支柱耐高温性能的精密铸造的工艺方法，其特征是：所述的热处理：真空热处理为固溶时效处理，温度1120±30℃，然后保温2.5-4小时，保温时间从均温后零件实际温度达到工艺要求时刻算起。炉内吹氩气冷却后出炉，然后进行时效热处理，温度730±30℃，最后对产品进行各性能指标的检测。
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