CN111730030B - 一种解决型芯芯头断裂的型芯及精铸零件制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种解决型芯芯头断裂的型芯及加工方法，包括设计铸件毛坯图，根据铸件毛坯图设计、制造型芯，型芯包括从下往上依次设置的叶根芯头、型芯叶身和型芯棒，所述的型芯棒延伸出空心叶片设计的端部；根据铸件毛坯图设计、制造蜡模模具和模具镶嵌块，模具镶嵌块上设置有与型芯棒配合安装的孔；将型芯放入蜡模模具内，再将模具镶嵌块与型芯的型芯棒连接；在蜡模模具内压制蜡模，蜡模压制完成后，从蜡模模具中取出蜡模。本发明的有益效果是：本方案采用加长型芯棒、省去叶顶芯头的方式，能够使型芯在制造过程中降低型芯棒承受的弯矩、压力，有利于防止型芯棒在成型过程中形成裂纹、发生变形或倾斜，避免后期影响铸件的成型精度及合格率。

Description

一种解决型芯芯头断裂的型芯及精铸零件制备方法

技术领域

本发明涉及叶片熔模精密铸造技术领域，具体的说，是一种解决型芯芯头断裂的型芯及加工方法。

背景技术

重型燃气轮机透平叶片均采用熔模铸造的方法。熔模铸造流程如下，“制备型芯→压制蜡模→蜡模组树→制备陶瓷型壳→型壳脱蜡→型壳焙烧→型壳预热→钢水熔炼浇注→清壳→后处理”。

空心动叶片，内含气冷通道，在叶顶部位设置有盖板用以形成叶身冷却通道封闭空间，盖板上设置有除尘孔，用以排除冷却气体中的杂质。叶顶盖板及除尘孔以及叶身气冷通道一般都采用陶瓷型芯整体成形，除尘孔一般在陶瓷型芯上采用石英玻璃棒/陶瓷型芯浆料直接成形，以降低生产成本，如图6所示，采用此种哑铃状结构设计在制造过程中，陶瓷型芯的成形极易在除尘孔结构成形部位形成裂纹，即便在陶瓷型芯成型过程中不产生裂纹，在后期蜡模注射充型以及形成陶瓷型壳后的钢水充型过程中，陶瓷型芯在除尘孔部位极易发生断裂，造成铸件废品率居高不下。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种解决型芯芯头断裂的型芯及加工方法，用于避免陶瓷型芯成型过程中除尘孔结构成形部位形成裂纹，提高陶瓷型芯成型质量和生产效率，降低空心叶片的废品率。

本发明通过下述技术方案实现：一种解决型芯芯头断裂的型芯，包括从下往上依次设置的叶根芯头、型芯叶身和若干个型芯棒，所述的型芯棒延伸出空心叶片设计的端部。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述的型芯棒的自由端连接有模具镶嵌块。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述的型芯棒与模具镶嵌块可拆卸连接。

一种解决型芯芯头断裂的精铸零件制备方法，包括以下几个步骤：

步骤S1：设计铸件毛坯图，根据铸件毛坯图设计、制造权利要求1-3中任一项所述的型芯；

步骤S2：根据铸件毛坯图设计、制造蜡模模具和模具镶嵌块，模具镶嵌块上设置有与型芯棒配合安装的孔；

步骤S3：将型芯放入蜡模模具内，再将模具镶嵌块与型芯的型芯棒连接；

步骤S4：在蜡模模具内压制蜡模，蜡模压制完成后，从蜡模模具中取出蜡模，拔出模具镶嵌块；

步骤S5：利用蜡模按照铸造工艺铸造空心叶片铸件。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述的步骤S4中，取下模具镶嵌块之后，在型芯棒上涂覆低温石蜡。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述的步骤S1中，所述的型芯棒延伸出空心叶片设计的端部5-10mm。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述的模具镶嵌块可拆卸连接在蜡模模具。

本方案所取得的有益效果是：

本方案采用加长型芯棒、省去叶顶芯头的方式，能够使型芯在制造过程中降低型芯棒承受的弯矩、压力，有利于防止型芯棒在成型过程中形成裂纹、发生变形或倾斜，避免后期影响铸件的成型精度及合格率。

附图说明

图1为型芯的结构示意图；

图2为空心叶片的结构示意图；

图3为蜡模的结构示意图；

图4为蜡模端部的结构示意图；

图5为蜡模与模具镶嵌块配合的结构示意图；

图6为传统型芯的结构示意图；

其中1-空心叶片，2-叶根芯头，3-型芯叶身，4-型芯棒，5-蜡模，6-模具镶嵌块，7-叶顶芯头。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1、图2、图3所示，本实施例中，一种解决型芯芯头断裂的型芯，包括从下往上依次设置的叶根芯头2、型芯叶身3和若干个型芯棒4，所述的型芯棒4延伸出空心叶片1设计的端部。

如图4所示，将型芯棒4的设计长度增加，省去传统的叶顶芯头7，在制造型芯的时候，能够降低型芯棒4的承受的压力或弯矩，从而保证型芯棒4的成型质量，避免型芯棒4在成型过程中出现弯曲、开裂、断裂等问题，避免型芯的质量因素影响后续的铸造工作。

实施例2：

如5图所示，在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的型芯棒4的自由端连接有模具镶嵌块6。

在型芯制备完成之后，型芯用于铸造空心叶片1的蜡模5，空心叶片1与型芯棒4位于相同一端的端面上设置有型槽，利用与型槽廓形相同的模具镶嵌块6能够使型槽成型。

在型芯制备完成之后，型芯棒4具备足够的强度以避免承受模具镶嵌块6的压力而导致弯曲、断裂。

使型芯棒4与模具镶嵌块6可拆卸连接，能够在蜡模5成型之后，快速取下模具镶嵌块6。

实施例3：

如图1、图2、图3所示，本实施例中，一种解决型芯芯头断裂的精铸零件制备方法，包括以下几个步骤：

步骤S1：设计铸件毛坯图，根据铸件毛坯图设计、制造型芯，使型芯棒4的长度超出超出空心叶片1设计的端面。将型芯棒4的设计长度增加，省去传统的叶顶芯头7，在制造型芯的时候，能够降低型芯棒4的承受的压力或弯矩，并避免，从而保证型芯棒4的成型质量，避免型芯棒4在成型过程中出现弯曲、开裂、断裂等问题，避免型芯的质量因素影响后续的铸造工作。本方案不采用传统的叶顶芯头7，还能够使空心叶片1的端面余量可以设计至最小，从而节省后续精加工的时间以提高加工效率。所述的型芯棒4延伸出空心叶片1设计的端部5-10mm。

步骤S2：根据铸件毛坯图设计、制造蜡模模具和模具镶嵌块6，模具镶嵌块6上设置有与型芯棒4配合安装的孔。

步骤S3：将型芯放入蜡模模具内，再将模具镶嵌块6与型芯的型芯棒4连接。将模具镶嵌块6设计为蜡模模具的一部分，在制作蜡模5时，能够利用步骤S1制备的型芯与蜡模模具相配合使用，模具镶嵌块6用于使空心叶片1蜡模5的端面形状成型，从而通过型芯与模具镶嵌块6的组合形成所需的蜡模模具。利用模具镶嵌块6通过配合安装的方式安装在现有的蜡模模具内，不需要对已有的蜡模模具进行改造，有利于降低生产成本。

使模具镶嵌块6与蜡模模具可拆卸连接，能够方便模具镶嵌块6的安装、更换。

步骤S4：在蜡模模具内压制蜡模5，蜡模5压制完成后，从蜡模模具中取出蜡模5，拔出模具镶嵌块6。

步骤S5：利用蜡模5按照铸造工艺铸造空心叶片1铸件。

实施例4：

在上述实施例的基础上，本实施例中，所述的步骤S4中，取下模具镶嵌块6之后，在型芯棒4上涂覆低温石蜡。在制备陶瓷型壳的过程中，利用涂覆的低温石蜡能够形成陶瓷型芯的膨胀间隙，避免陶瓷型芯与陶瓷型壳直接接触，避免因陶瓷型壳、陶瓷型芯的膨胀系数不兼容而导致陶瓷型芯损坏，提高了精密铸造过程的工艺可控性，有助于铸件合格率的提高。

本实施例中，其它未描述的内容与上述实施例相同，故不赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种解决型芯芯头断裂的精铸零件制备方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

步骤S1：设计铸件毛坯图，根据铸件毛坯图设计、制造型芯，所述型芯包括从下往上依次设置的叶根芯头、型芯叶身和若干个型芯棒；所述的型芯棒延伸出空心叶片设计的端部；

步骤S2：根据铸件毛坯图设计、制造蜡模模具和模具镶嵌块，模具镶嵌块上设置有与型芯棒配合安装的孔；

步骤S3：将型芯放入蜡模模具内，再将模具镶嵌块与型芯的型芯棒连接；

步骤S4：在蜡模模具内压制蜡模，蜡模压制完成后，从蜡模模具中取出蜡模，拔出模具镶嵌块；取下模具镶嵌块之后，在型芯棒上涂覆低温石蜡；

步骤S5：利用蜡模按照铸造工艺铸造空心叶片铸件。

2.根据权利要求1所述的一种解决型芯芯头断裂的精铸零件制备方法，其特征在于：所述的步骤S1中，所述的型芯棒延伸出空心叶片设计的端部5-10mm。

3.根据权利要求2所述的一种解决型芯芯头断裂的精铸零件制备方法，其特征在于：所述的模具镶嵌块可拆卸连接在蜡模模具。

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