CN217192414U - 一种重型燃气轮机大尺寸定向叶片蜡模结构 - Google Patents
一种重型燃气轮机大尺寸定向叶片蜡模结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种重型燃气轮机大尺寸定向叶片蜡模结构，包括叶身蜡模和水冷盘蜡模，所述叶身蜡模的叶尖部位与水冷盘蜡模之间通过起始段连接，所述起始段为多阶结构且从叶身蜡模叶尖部位到水冷盘蜡模表面的起始段尺寸逐渐减小；本实用新型通过在叶片蜡模和水冷盘之间设置多阶起始段结构，大幅度减少了取向偏离、晶粒超宽及羽状晶等缺陷的形成，稳定地得到合格状态的柱状晶，提高了叶片的柱状晶合格率。
Description
技术领域
本实用新型涉及精密铸造技术领域，特别涉及一种重型燃气轮机大尺寸定向叶片蜡模结构。
背景技术
航空发动机及地面燃气被誉为现代工业技术皇冠，而发动机的转子单晶定向叶片制造是其关键技术之一。中国在航空发动机单晶定向叶片制造技术已取得很多突破，但重型燃气轮机领域大尺寸单晶定向叶片制造技术十分欠缺。重型燃气轮机大尺寸定向叶片缺少直接可借鉴经验，其柱状晶合格率直接决定着叶片能否成功研发与稳定批产。
航空发动机定向叶片，因其整体尺寸较小，叶片在定向凝固过程中晶粒缺陷控制技术较成熟，柱状晶的形成及生长控制相对比较容易，叶片柱状晶合格率较高。而重型燃气轮机大尺寸定向叶片整体尺寸厚大，柱状晶形成与生长的边界条件复杂，晶粒合格率非常低。参见图3，图中a是粗大起始晶粒，b是不合格柱状晶，重型燃气轮机大尺寸定向叶片如航空叶片类似的工艺设计，在叶片叶尖部位随型延长，柱状晶经常出现取向偏离、晶粒超宽及羽状晶等不合格现象。柱状晶不合格将直接导致产品报废，严重制约着重型燃气轮机大尺寸定向叶片的研发和批产，成为我国重型燃气轮机国产化的“卡脖子”环节。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种重型燃气轮机大尺寸定向叶片蜡模结构，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种重型燃气轮机大尺寸定向叶片蜡模结构，包括叶身蜡模和水冷盘蜡模，所述叶身蜡模的叶尖部位与水冷盘蜡模之间通过起始段连接，所述起始段为多阶结构且从叶身蜡模叶尖部位到水冷盘蜡模表面的起始段尺寸逐渐减小。
所述起始段设置为2-5阶。
所述起始段的每阶随型增宽为1-15mm，增高3-25mm。
所述起始段的每阶设有R角，所述R角的半径尺寸为每阶增宽尺寸的1/5-1/3。
所述起始段靠近叶身蜡模叶尖部位的阶层通过横浇道连接竖直浇道。
所述横浇道上设有用于过滤浮渣的集渣包。
与传统技术相比，本实用新型产生的有益效果是：本实用新型通过在叶片蜡模和水冷盘之间设置多阶起始段结构，大幅度减少了取向偏离、晶粒超宽及羽状晶等缺陷的形成，稳定地得到合格状态的柱状晶，提高了叶片的柱状晶合格率。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的多阶起始段结构晶粒形态示意图；
图3为本实用新型的叶身与水冷盘直接接触的晶粒形态示意图。
图中：1、叶身蜡模；2、水冷盘蜡模；3、起始段；4、横浇道；5、竖直浇道；6、集渣包；7、R角。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
如图1所示，一种重型燃气轮机大尺寸定向叶片蜡模结构，包括叶身蜡模1和水冷盘蜡模2，所述叶身蜡模1的叶尖部位与水冷盘蜡模2之间通过起始段3连接，所述起始段3为多阶结构且从叶身蜡模1叶尖部位到水冷盘蜡模3表面的起始段尺寸逐渐减小，所述起始段3的每阶设有R角7，所述R角7的半径尺寸为每阶增宽尺寸的1/5-1/3，所述起始段3靠近叶身蜡模1叶尖部位的阶层通过横浇道4连接竖直浇道5，采用底注式浇注，且从第一阶开始浇注，并在所述横浇道4上设有用于过滤浮渣的集渣包6，用于过滤浮渣。
所述起始段设置为2-5阶，如图2所示，在本例附图中，设置为3阶，第一阶起始段n1与叶身蜡模1随型增宽x1为1-15mm、增高y1为3-25mm，第二阶起始段n2与第一阶起始段n1随型宽x2为1-15mm、增高y2为3-25mm，第三阶起始段n3与第二阶起始段n2随型增厚x2为1-15mm、增高y2为3-25mm，依次进行类推，柱状晶合格率与起始晶粒关系十分紧密，起始段尺寸越宽大，其起始晶粒c形成越多，形成的柱状晶越多，晶粒不超宽，随着竞争生长的进行柱状晶取向越好，且晶界平直，避免了羽状晶等缺陷的形成，便于得到了合格的柱状晶d。多阶的起始段3结构可获得更多的起始晶粒c，并在其生长过程中择优筛选了中间晶粒取向更好的晶粒，多阶的起始段3对叶片凝固时应力分布和产品得料率也具有益处，本实用新型通过多阶起始段3结构，大幅度减少了取向偏离、晶粒超宽及羽状晶等缺陷的形成，稳定地得到合格状态的柱状晶；经试验证明，本技术方案为重型燃气轮机大尺寸定向叶片晶体控制技术关键手段之一，其叶片的柱状晶合格率提高了70％以上。
以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。
Claims (6)
1.一种重型燃气轮机大尺寸定向叶片蜡模结构，包括叶身蜡模和水冷盘蜡模，其特征在于：所述叶身蜡模的叶尖部位与水冷盘蜡模之间通过起始段连接，所述起始段为多阶结构且从叶身蜡模叶尖部位到水冷盘蜡模表面的起始段尺寸逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机大尺寸定向叶片蜡模结构，其特征在于：所述起始段设置为2-5阶。
3.根据权利要求2所述的一种重型燃气轮机大尺寸定向叶片蜡模结构，其特征在于：所述起始段的每阶随型增宽为1-15mm，增高3-25mm。
4.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机大尺寸定向叶片蜡模结构，其特征在于：所述起始段的每阶设有R角，所述R角的半径尺寸为每阶增宽尺寸的1/5-1/3。
5.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机大尺寸定向叶片蜡模结构，其特征在于：所述起始段靠近叶身蜡模叶尖部位的阶层通过横浇道连接竖直浇道。
6.根据权利要求5所述的一种重型燃气轮机大尺寸定向叶片蜡模结构，其特征在于：所述横浇道上设有用于过滤浮渣的集渣包。
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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