CN205056950U - 一种用于空心单晶叶片的浇注系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于空心单晶叶片的浇注系统，包括浇口杯、补缩长方块、叶片蜡件、引晶段、圆盘及直浇道，所述直浇道和引晶段分别垂直安装在圆盘上，所述直浇道上端通过陶瓷过滤网与浇口杯连通，下端通过内浇道与引晶段连通，所述引晶段通过螺旋选晶器与叶片蜡件下端连通，所述叶片蜡件上端与补缩长方块连通，所述补缩长方块通过集渣排气孔与浇口杯上部连通，所述叶片蜡件上端还设置有补缩冒口。本实用新型所述浇注系统结构合理，降低了单晶叶片的夹杂、疏松、杂晶、大角度晶界、小角度晶界、斑马晶和晶体取向偏离报废率，大大提高了产品合格率，减少经济损失，缩短研制周期，确保叶片按时交付，可在熔模精密铸造技术领域广泛推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于空心单晶叶片的浇注系统，属于熔模精密铸造技术领域。
背景技术
某涡轮工作叶片属复杂气冷空心单晶叶片，其外形由叶身、安装板、延伸段及榫头组成。其中叶身壁厚厚薄相差悬殊，最厚3.5mm，最薄0.5mm。该类涡轮工作叶片在铸造过程中通常采用顶注式浇注系统，该浇注系统由浇口杯、上圆盘浇道、支撑棒和选晶器组成，采用这种浇注系统浇注的叶片易产生夹杂、疏松、杂晶、大角度晶界、小角度晶界、斑马晶和晶体取向偏离，不能满足技术要求，铸件报废率达95％以上，合格率小于5％，导致大量叶片报废，造成了巨大的经济损失，同时研制周期延长，不能确保叶片按时交付。因此，研制一种空心单晶叶片浇注系统，以降低叶片铸件报废率，是目前熔模精密铸造技术领域亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有单晶叶片浇注系统所存在的不足，提供了一种用于空心单晶叶片的浇注系统。从而提高叶片合格率及生产效率，减少经济损失，缩短研制周期，确保叶片按时交付。
本实用新型是通过如下技术方案予以实现的。
一种用于空心单晶叶片的浇注系统，包括浇口杯、补缩长方块、叶片蜡件、引晶段、圆盘及直浇道，所述直浇道和引晶段分别垂直安装在圆盘上，所述直浇道上端通过陶瓷过滤网与浇口杯连通，下端通过内浇道与引晶段连通，所述引晶段通过螺旋选晶器与叶片蜡件下端连通，所述叶片蜡件上端与补缩长方块连通，所述补缩长方块通过集渣排气孔与浇口杯上部连通。
所述叶片蜡件上端还设置有补缩冒口。
所述陶瓷过滤网的直径为35～40mm,厚度为8～12mm，且呈水平放置。
所述直浇道为直径为18～22mm的圆柱形结构。
所述内浇道为直径为6～10mm的圆柱结构。
所述内浇道与直浇道的夹角为30～50°。
所述引晶段的长、宽、高的比例为3：2：6。
所述螺旋选晶器的直径为3～5mm，螺旋圈数为1.5圈。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型所述浇注系统结构合理，降低了单晶叶片的夹杂、疏松、杂晶、大角度晶界、小角度晶界、斑马晶和晶体取向偏离报废率，使叶片合格率从原来的5％提高到目前23％，大大提高了产品合格率，减少经济损失，缩短研制周期，确保叶片按时交付。具有较好的经济效益和社会效益，可在熔模精密铸造技术领域广泛推广应用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1-浇口杯，2-集渣排气孔，3-补缩长方块，4-补缩冒口，5-叶片蜡件，6-螺旋选晶器，7-引晶段，8-圆盘，9-内浇道，10-直浇道，11-陶瓷过滤网。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示，本实用新型所述的一种用于空心单晶叶片的浇注系统，包括浇口杯1、补缩长方块3、叶片蜡件5、引晶段7、圆盘8及直浇道10，所述直浇道10和引晶段7分别垂直安装在圆盘8上，所述直浇道10上端通过陶瓷过滤网11与浇口杯1连通，下端通过内浇道9与引晶段7连通，所述引晶段7通过螺旋选晶器6与叶片蜡件5下端连通，所述叶片蜡件5上端与补缩长方块3连通，所述补缩长方块3通过集渣排气孔2与浇口杯1上部连通。采用本技术方案，降低了单晶叶片的夹杂、疏松、杂晶、大角度晶界、小角度晶界、斑马晶和晶体取向偏离报废率，叶片铸件合格率比原来的浇注系统提高6倍多，同时大大缩短研制周期，确保叶片按时交付。
所述叶片蜡件5上端还设置有补缩冒口4，通过补缩冒口4能提高此处的温度，防止金属液温度过低而形核，产生杂晶；同时起到补缩作用，防止该处产生疏松。
所述陶瓷过滤网11的直径为35～40mm,厚度为8～12mm，且呈水平放置。当厚度大于12mm时，高温金属液流速减慢，叶片排气边(薄壁部位)易产生欠注。当厚度小于8mm时，高温金属液流速过快，对形成叶片空腔的陶瓷型芯冲击过大，导致陶瓷型芯断裂；陶瓷过滤网集渣能力减弱，导致叶片产生夹杂。
所述直浇道10为直径为18～22mm的圆柱形结构。直径大于22mm时，浪费价格昂贵的单晶高温合金(含贵重金属Re)；小于18mm时，高温金属液流量小，叶片排气边(薄壁部位)易产生欠注。
所述内浇道9为直径为6～10mm的圆柱结构。直径大于10mm时，浪费价格昂贵的单晶高温合金(含贵重金属Re)，小于6mm时，高温金属液流量小，叶片排气边(薄壁部位)易产生欠注。
所述内浇道9与直浇道10的夹角为30～50°。若大于50°，金属液压力头不够，导致叶片冲型不完整；若小于30°，高温金属液对陶瓷型芯冲击过大，导致陶瓷型芯断裂。
所述引晶段7的长、宽、高的比例为3：2：6，且引晶段7与圆盘8垂直，否则会导致晶体取向偏离报废。
所述螺旋选晶器6的直径为3～5mm，螺旋圈数为1.5圈。螺旋选晶器6的直径大于5mm或小于3mm，叶片易产生杂晶导致报废；螺旋圈数小于1.5，叶片易产生多晶导致报废。
所述补缩冒口4与叶片主应力轴的夹角为45～60°。大于60°时，会产生杂晶报废；小于45°时，切割时不易去除补缩冒口4，易切伤叶片铸件。
所述集渣排气孔2的外圆柱与内圆柱借助通孔相连通起到排气作用，在通孔处，内圆柱最低端比外圆柱最顶端低10～12mm，当杂物掉入时，起到堆集杂物的作用，杂物不会掉入叶片型腔，防止叶片产生夹杂。
采用本实用新型所述浇注系统在浇注时，浇口杯1承接高温金属液后，直接通过陶瓷过滤网11，进入直浇道10，借助内浇道9将金属液引进引晶段7，然后通过螺旋选晶器6进入叶片蜡件5及补缩冒口4，最后进入补缩长方块3。该浇注系统结构合理，有效的改善了夹杂、疏松、杂晶、大角度晶界、小角度晶界、斑马晶和晶体取向偏离报废，提高了叶片合格率，确保叶片按时交付。
Claims (8)
1.一种用于空心单晶叶片的浇注系统，其特征在于：包括浇口杯(1)、补缩长方块(3)、叶片蜡件(5)、引晶段(7)、圆盘(8)及直浇道(10)，所述直浇道(10)和引晶段(7)分别垂直安装在圆盘(8)上，所述直浇道(10)上端通过陶瓷过滤网(11)与浇口杯(1)连通，下端通过内浇道(9)与引晶段(7)连通，所述引晶段(7)通过螺旋选晶器(6)与叶片蜡件(5)下端连通，所述叶片蜡件(5)上端与补缩长方块(3)连通，所述补缩长方块(3)通过集渣排气孔(2)与浇口杯(1)上部连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于空心单晶叶片的浇注系统，其特征在于：所述叶片蜡件(5)上端还设置有补缩冒口(4)。
3.根据权利要求1所述的一种用于空心单晶叶片的浇注系统，其特征在于：所述陶瓷过滤网(11)的直径为35～40mm,厚度为8～12mm，且呈水平放置。
4.根据权利要求1所述的一种用于空心单晶叶片的浇注系统，其特征在于：所述直浇道(10)为直径为18～22mm的圆柱形结构。
5.根据权利要求1所述的一种用于空心单晶叶片的浇注系统，其特征在于：所述内浇道(9)为直径为6～10mm的圆柱结构。
6.根据权利要求1所述的一种用于空心单晶叶片的浇注系统，其特征在于：所述内浇道(9)与直浇道(10)的夹角为30～50°。
7.根据权利要求1所述的一种用于空心单晶叶片的浇注系统，其特征在于：所述引晶段(7)的长、宽、高的比例为3：2：6。
8.根据权利要求1所述的一种用于空心单晶叶片的浇注系统，其特征在于：所述螺旋选晶器(6)的直径为3～5mm，螺旋圈数为1.5圈。
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