CN114309498A - 一种高温合金母合金浇注用分流盘 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高温合金母合金浇注用分流盘，分流盘的中心设置有缓冲槽，缓冲槽的四周均匀设置有若干通孔，通孔被第一类挡板、第二类挡板和第三类挡板分隔成第一类流道、第二类流道、第三类流道和第四类流道；第一类流道位于缓冲槽的四周，第二类流道位于第一类流道的上下两端，第三类流道位于第一类流道的左右两侧，第四类流道位于第二类流道与第三类流道之间，第一类挡板、第二类挡板、第三类挡板的高度依次增大。本发明的分流盘通过设置不同高度挡板调整合金液浇注顺序，首先保证不同位置模管散热条件基本一致，此外缩短了合金熔体的流动距离，可实现低温浇注，在减轻母合金锭化学成分宏观偏析的同时减小内部缩孔的尺寸。

Description

一种高温合金母合金浇注用分流盘
技术领域
本发明属于铸造高温合金熔炼技术领域，特别涉及一种高温合金母合金浇注用分流盘。
背景技术
高温合金具有优异的高温力学性能和抗氧化腐蚀性能，主要用于航空发动机和燃气轮机热端部件的制造。高温合金母合金熔炼完成后需要将合金液浇注到模组中，模组中各模管散热条件的一致性对高温合金母合金锭的均质化水平具有十分重要的影响。目前高温合金母合金在制备过程中，经常将分流盘与模组配合使用进行母合金锭的浇注，由于模组使用前需进行高温烘烤处理，模组中间的位置模管温度要高于外侧及边缘位置的模管温度，并且采用常规分流盘浇注时合金液沿S形流道按顺序依次浇注到各模管内，导致浇注时各个模管的散热条件均不一致，最终造成浇注后合金锭的化学成分不均匀、合金锭二次缩孔尺寸和表面质量不稳定。
随着航空发动机和燃气轮机行业的快速发展，对高温合金母合金的质量要求越来越高，尤其对高温合金母合金成分均匀化、表面质量和二次缩孔要求要求更加严格。因此，为改善高温合金母合金成分均匀性、表面质量和二次缩孔尺寸，提高母合金的均质化水平，发明一种高温合金母合金浇注用分流盘具有非常重要的工程化意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种高温合金母合金浇注用分流盘。本发明的分流盘通过设置不同高度挡板调整合金液浇注顺序，保证模管散热均匀一致；并且缩短了合金液流动距离，可降低浇注温度，在减轻母合金锭化学成分宏观偏析的同时减小内部缩孔的尺寸，提高合金的均质化水平。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种高温合金母合金浇注用分流盘，所述分流盘的中心设置有缓冲槽，所述缓冲槽的四周均匀设置有若干通孔，所述通孔被第一类挡板、第二类挡板和第三类挡板分隔成第一类流道、第二类流道、第三类流道和第四类流道；
所述第一类流道位于所述缓冲槽的四周，由两道第一类挡板和两道第二类挡板围合而成；
所述第二类流道位于所述第一类流道的上下两端，由一道第一类挡板和两道第三类挡板及一边分流盘壁围合而成；
所述第三类流道位于所述第一类流道的左右两侧，由一道第二类挡板、两道第三类挡板和一边分流盘壁组成；
所述第四类流道位于第二类流道与第三类流道之间，由两道第三类挡板和两边分流盘壁围合而成；
所述第一类挡板、第二类挡板、第三类挡板的高度依次增大。
进一步地，所述第一类挡板的高度为所述分流盘高度的1/5～1/4，所述第二类挡板的高度为所述分流盘高度的2/5～1/2，所述第三类挡板的高度为所述分流盘高度的2/3～3/4。
进一步地，所述分流盘的形状为正方形。
进一步地，所述缓冲槽的壁厚为5～10mm，外径为75～150mm，高度为所述分流盘高度的1/5～1/4。
进一步地，所述第一类挡板、第二类挡板、第三类挡板及缓冲槽的材质与分流盘本体的材质相同。
进一步地，所述通孔的直径为12～18mm。
进一步地，所述第一类流道、第二类流道、第三类流道和第四类流道中的通孔数目相同，合金液通过同一类流道各个通孔的机会均等。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的分流盘设置缓冲槽，避免了合金液对分流盘第一类流道的不均匀浇注，通过在分流盘上设置不同高度挡板调整合金液浇注顺序，保证了不同位置模管散热条件基本一致，所浇注不同位置母合金锭表面质量稳定一致；此外新型分流盘的结构能够缩短合金熔体的流动距离，可实现低温浇注，在减轻母合金锭化学成分宏观偏析的同时减小内部缩孔的尺寸。
附图说明
图1是本发明实施例中分流盘的俯视结构示意图。
图2是本发明分流盘各流道区域划分的结构示意图。注：本图只用于对各个流道的分布进行说明，其中同一类流道之间的框线不具有实际意义，只是为了使得附图更加规整。
图3是本发明对比例中常规分流盘的俯视结构示意图。
附图标记说明：1-分流盘；2-通孔；3-第一类挡板；4-第二类挡板；5-第三类挡板；6-缓冲槽；7-第一类流道；8-第二类流道；9-第三类流道；10-第四类流道。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步具体说明。
实施例1
如图1和2所示，一种高温合金母合金浇注用分流盘，所述分流盘1的中心设置一个缓冲槽6，所述缓冲槽6的四周均匀设置有若干通孔2，所述通孔2被第一类挡板3、第二类挡板4和第三类挡板5分隔成第一类流道7、第二类流道8、第三类流道9和第四类流道10；
所述第一类流道7位于所述缓冲槽6的四周，由两道第一类挡板3和两道第二类挡板4围合而成；
所述第二类流道8位于所述第一类流道7的上下两端，由一道第一类挡板3和两道第三类挡板5及一边分流盘壁围合而成；
所述第三类流道9位于所述第一类流道7的左右两侧，由一道第二类挡板4、两道第三类挡板5和一边分流盘壁组成；
所述第四类流道10位于第二类流道8与第三类流道9之间，由两道第三类挡板5和两边分流盘壁围合而成；
所述第一类挡板3的高度为所述分流盘1高度的1/4，所述第二类挡板4的高度为所述分流盘1高度的1/2，所述第三类挡板5的高度为所述分流盘1高度的2/3。
具体地，所述分流盘1的形状为正方形。
所述缓冲槽6的厚度为10mm，外径为100mm，高度为所述分流盘1高度的1/4。
所述第一类挡板3、第二类挡板4、第三类挡板5及缓冲槽6的材质与分流盘1本体的材质相同。
所述通孔2的数量为16个，所述通孔2的直径为15mm。
所述第一类流道7、第二类流道8、第三类流道9和第四类流道10中各包含四个所述通孔2，合金液通过同一类流道各个通孔的机会均等。
合金液浇注进缓冲槽，待合金液漫过缓冲槽时，首先浇注第一类流道7，待第一类流道7的模管浇满后，合金液漫过第一类挡板3流入第二类流道8，待第二类流道8的模管浇满后，合金液继续漫过第二类挡板4流入第三类流道9，待第三类流道9的模管浇满后，合金液继续漫过第三类挡板5流入第四类流道10，待第四类流道10的模管浇满后，完成浇注。
对比例1
如图3所示，一种高温合金母合金浇注用常规分流盘，分流盘底部均匀设置若干通孔2，分流盘通孔被挡板设置隔成S型，合金液沿S型流道依次顺序浇注。
具体地，挡板的高度与分流盘的高度相同。
具体地，分流盘的形状为正方形。
所述挡板的材质与分流盘1本体的材质相同。
所述通孔2的数量为16个，所述通孔2的直径为15mm。
合金液浇注后沿S型流道依次浇注沿通孔浇注合金锭，直至完成浇注。
对比例1和实施例1所浇铸合金为同一牌号的等轴高温合金K418。对实施例1和对比例1浇注的高温合金母合金铸锭工艺参数和成品质量进行统计分析，结果如表1所示：
表1实施例1和对比例1制备的高温合金母合金铸锭工艺参数和成品质量比较
对比项目 实施例1 对比例1
浇注温度/℃ 1500±10 1520±10
表面质量 稳定一致 部分合金锭存在缺陷
缩孔尺寸/mm 1～2 2～4
从表1可知，与常规分流盘相比，本发明的分流盘设置缓冲槽，避免了合金液对分流盘第一类流道的不均匀浇注，通过在分流盘上设置不同高度挡板调整合金液浇注顺序，保证了不同位置模管散热条件基本一致，所浇注的不同位置母合金锭表面质量稳定一致；此外新型分流盘的结构能够缩短合金熔体的流动距离，可实现低温浇注，在减轻母合金锭化学成分宏观偏析的同时能够减小内部缩孔的尺寸。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据本发明实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高温合金母合金浇注用分流盘，其特征在于，所述分流盘（1）的中心设置有缓冲槽（6），所述缓冲槽（6）的四周均匀设置有若干通孔（2），所述通孔（2）被第一类挡板（3）、第二类挡板（4）和第三类挡板（5）分隔成第一类流道（7）、第二类流道（8）、第三类流道（9）和第四类流道（10）；
所述第一类流道（7）位于所述缓冲槽（6）的四周，由两道第一类挡板（3）和两道第二类挡板（4）围合而成；
所述第二类流道（8）位于所述第一类流道（7）的上下两端，由一道第一类挡板（3）和两道第三类挡板（5）及一边分流盘壁围合而成；
所述第三类流道（9）位于所述第一类流道（7）的左右两侧，由一道第二类挡板（4）、两道第三类挡板（5）和一边分流盘壁组成；
所述第四类流道（10）位于第二类流道（8）与第三类流道（9）之间，由两道第三类挡板（5）和两边分流盘壁围合而成；
所述第一类挡板（3）、第二类挡板（4）、第三类挡板（5）的高度依次增大。
2.根据权利要求1所述的高温合金母合金浇注用分流盘，其特征在于，所述第一类挡板（3）的高度为所述分流盘（1）高度的1/5~1/4，所述第二类挡板（4）的高度为所述分流盘（1）高度的2/5~1/2，所述第三类挡板（5）的高度为所述分流盘（1）高度的2/3~3/4。
3.根据权利要求1所述的高温合金母合金浇注用分流盘，其特征在于，所述分流盘（1）的形状为正方形。
4.根据权利要求1所述的高温合金母合金浇注用分流盘，其特征在于，所述缓冲槽（6）的壁厚为5~10mm，外径为75~150mm，高度为所述分流盘（1）高度的1/5~1/4。
5.根据权利要求1所述的高温合金母合金浇注用分流盘，其特征在于，所述第一类挡板（3）、第二类挡板（4）、第三类挡板（5）及缓冲槽（6）的材质与分流盘（1）本体的材质相同。
6.根据权利要求1所述的高温合金母合金浇注用分流盘，其特征在于，所述通孔（2）的直径为12~18mm。
7.根据权利要求1所述的高温合金母合金浇注用分流盘，其特征在于，所述第一类流道（7）、第二类流道（8）、第三类流道（9）和第四类流道（10）中的通孔（2）数目相同，合金液通过同一类流道各个通孔的机会均等。
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