RU2660554C1 - Способ получения форм для литья охлаждаемых лопаток - Google Patents
Способ получения форм для литья охлаждаемых лопаток Download PDFInfo
- Publication number
- RU2660554C1 RU2660554C1 RU2017126316A RU2017126316A RU2660554C1 RU 2660554 C1 RU2660554 C1 RU 2660554C1 RU 2017126316 A RU2017126316 A RU 2017126316A RU 2017126316 A RU2017126316 A RU 2017126316A RU 2660554 C1 RU2660554 C1 RU 2660554C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- model
- ceramic
- ceramic rod
- rod
- calcination
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000005266 casting Methods 0.000 title abstract description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 229910000753 refractory alloy Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013871 bee wax Nutrition 0.000 description 1
- 239000012166 beeswax Substances 0.000 description 1
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 1
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 210000001991 scapula Anatomy 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002195 soluble material Substances 0.000 description 1
- 238000004018 waxing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
- B22C9/04—Use of lost patterns
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения охлаждаемых лопаток ГТД. Способ изготовления оболочковой формы для литья по выплавляемым моделям охлаждаемых лопаток из жаропрочных сплавов включает изготовление обожженного керамического стержня, имеющего верхний знак, изготовление выплавляемой модели с размещенным в ней керамическим стержнем, послойное нанесение на модель керамической оболочки, удаление модели, прокаливание оболочковой формы. На верхнем знаке керамического стержня формируют пористую прослойку путем нанесения перед прокаливанием оболочковой формы огнеупорной суспензии, содержащей материал, выгораемый при прокаливании. Обеспечивается компенсация разности расширений формы и стержня в процессе заливки сплава в форму и получение заданной конструктором толщины пера лопатки. 4 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения охлаждаемых лопаток ГТД литьем по выплавляемым моделям с использованием керамических стержней для оформления внутренней полости.
Известны способы уменьшения коробления керамического стержня, которое возникает в результате разности термических расширений формы и керамического стержня в момент заливки. Е.Н. Каблов. «Литые лопатки газотурбинных двигателей». М.: МИСИС 2001 г. (стр. 478-479). Предложено выполнение раззазоривания между знаками керамического стержня и формы путем нанесения полимерной пленки толщиной 0,05-0,10 мм на поверхность знака или пропиткой растворами полимерных соединений с одновременным парафинированием торца знаковой части не менее 2 мм.
Недостатком способа раззазоривания знаков керамического стержня является заклинивание керамического стержня в форме при малой величине зазора и его коробление или смещение при большой величине зазора, приводящее к разностенности.
В качестве ближайшего аналога заявленного изобретения принят способ изготовления оболочковой формы для литья охлаждаемых лопаток из жаропрочных сплавов, включающий изготовление выплавляемой модели с размещенным в ней керамическим стержнем с верхним знаком, нанесение на модель керамической оболочки, прокаливание оболочковой формы (GB 1377042 А, 11.12.1974).
Задача изобретения - сохранить возможность расширения керамического стержня при заливке и не допустить его смещения, приводящего к разнотолщинности стенок пера лопатки.
Технический результат - обеспечение компенсации разности расширений формы и керамического стержня в процессе заливки сплава в форму и получение заданной конструктором толщины пера лопатки.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается способом изготовления оболочковой формы для литья по выплавляемым моделям охлаждаемых лопаток из жаропрочных сплавов, включающим изготовление обожженного керамического стержня, имеющего верхний знак, изготовление выплавляемой модели с размещенным в ней керамическим стержнем, послойное нанесение на модель керамической оболочки, удаление модели, прокаливание оболочковой формы, на верхнем знаке керамического стержня формируют пористую прослойку путем нанесения перед прокаливанием оболочковой формы огнеупорной суспензии, содержащей материал, выгораемый при прокаливании.
Пористый слой формируется на знаке керамического стержня, находящегося в модели, путем нанесения огнеупорной суспензии, в состав которой входят выгорающие или растворяющиеся добавки (например, графит или молотый карбамид заданной фракции). Суспензия обсыпается огнеупорным материалом, в который также добавлены выгорающие или растворяющиеся материалы заданной фракции. Нанесенный слой сушится по принятой технологии.
Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показана модель отливки 1 с находящимся в ней керамическим стержнем 2 с верхним знаком 3. На фиг. 2 представлена модель отливки 1 с керамическим стержнем 2, на верхний знак 3 керамического стержня которой наносится пористая прослойка 4 толщиной 0,4-0,6 мм. На фиг. 3 изображена модель 1 с керамическим стержнем 2, на верхний знак 3 которого нанесена пористая прослойка 4. На полученную модель нанесена керамическая форма 5. На фиг. 4 показана керамическая форма 5 после обжига с порами 6, образовавшимися в прослойке за счет растворения или выгорания компонентов.
В такой форме 5 керамический стержень зафиксирован пористой прослойкой 4, имеющей пониженную прочность, что позволяет керамическому стержню расширяться в момент заливки без смещения к стенкам формы и получать качественную по толщине стенки пера отливку.
Пример конкретной реализации способа
Изготовление формы включает операции изготовления: стержневой смеси, обожженного керамического стержня, модели с керамическим стержнем внутри нее, пористой прослойки и керамической оболочки.
Стержневая смесь состоит из набора огнеупорных материалов различных фракций. Для обеспечения текучести смеси в нее добавляют пластификатор (набор легкоплавких компонентов: полиэтилен, парафин, пчелиный воск и др.), который позволяет при нагреве смеси запрессовывать ее в пресс-форму стержня. Запрессовкой в пресс-форму нагретой стержневой массы получают стержень-сырец, который укладывают в огнеупорный короб с порошкообразным глиноземом. Короб помещают в высокотемпературную печь и нагревают до температуры спекания керамического стержня (1300-1400°С). Спеченный керамический стержень зачищают и устанавливают в пресс-форму модели таким образом, чтобы формировалась внутренняя полость в лопатке в соответствии с чертежом конструктора.
Модель изготавливают путем запрессовки или заливки модельной массы, нагретой до заданной температуры.
Пористую прослойку получают нанесением огнеупорной суспензии, состоящей из гидролизованного этилсиликата, огнеупорного наполнителя (электрокорунд F60 (60 мкм)) и выгораемого материала (графит размером 60 мкм). Соотношение ингредиентов электрокорунда и графита 50/50. Вязкость суспензии определяют по времени истечения суспензии из воронки через калиброванное отверстие (Вискозиметр ВЗ-4 ГОСТ 9070). Время истечения из воронки 28-32 секунды. После окунания в суспензию верхний знак стержня обсыпают смесью электрокорунда F160 (160 мкм) и графита размером 160 мкм в соотношении 30/70. После просушки знак стержня опускают в суспензию без обсыпки (закрепление) и просушивают.
На готовую модель послойно наносят керамическую оболочку по принятой технологии. После получения формы модельную массу удаляют, форму подают на прокаливание, где происходит выгорание графита, и в форме вокруг верхнего знака образуется пористая прослойка с пониженной прочностью, которая компенсирует разность расширений формы и стержня за счет частичного разрушения при заливке формы сплавом, тем самым обеспечивает необходимую точность внутренней полости лопатки.
Итак, заявляемое изобретение позволяет получать качественные и сложные пустотелые (охлаждаемые) лопатки с толщиной стенки пера от 0,8 мм за счет применения пористой прослойки, которая позволяет компенсировать внутренние напряжения в стержне и предотвращать его коробление.
Claims (1)
- Способ изготовления оболочковой формы для литья по выплавляемым моделям охлаждаемых лопаток из жаропрочных сплавов, включающий изготовление обожженного керамического стержня, имеющего верхний знак, изготовление выплавляемой модели с размещенным в ней керамическим стержнем, послойное нанесение на модель керамической оболочки, удаление модели, прокаливание оболочковой формы, отличающийся тем, что на верхнем знаке керамического стержня формируют пористую прослойку путем нанесения перед прокаливанием оболочковой формы огнеупорной суспензии, содержащей материал, выгораемый при прокаливании.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017126316A RU2660554C1 (ru) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | Способ получения форм для литья охлаждаемых лопаток |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017126316A RU2660554C1 (ru) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | Способ получения форм для литья охлаждаемых лопаток |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2660554C1 true RU2660554C1 (ru) | 2018-07-06 |
Family
ID=62815660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017126316A RU2660554C1 (ru) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | Способ получения форм для литья охлаждаемых лопаток |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2660554C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2821536C1 (ru) * | 2023-12-08 | 2024-06-25 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Способ изготовления форм для литья охлаждаемых лопаток турбин |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1377042A (en) * | 1973-01-10 | 1974-12-11 | Sherwood Refractories | Shell mould |
| SU606676A1 (ru) * | 1976-12-13 | 1978-05-15 | Пермский Моторостроительный Завод Имени Я.М.Свердлова | Литейна форма по выплавл емым модел м |
| US20070025851A1 (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-01 | Snecma | Core for turbomachine blades |
-
2017
- 2017-07-21 RU RU2017126316A patent/RU2660554C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1377042A (en) * | 1973-01-10 | 1974-12-11 | Sherwood Refractories | Shell mould |
| SU606676A1 (ru) * | 1976-12-13 | 1978-05-15 | Пермский Моторостроительный Завод Имени Я.М.Свердлова | Литейна форма по выплавл емым модел м |
| US20070025851A1 (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-01 | Snecma | Core for turbomachine blades |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КАБЛОВ Е.Н. Литые лопатки газотурбинных двигателей. М., МИСИС, 2001. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2821536C1 (ru) * | 2023-12-08 | 2024-06-25 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Способ изготовления форм для литья охлаждаемых лопаток турбин |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3596703A (en) | Method of preventing core shift in casting articles | |
| US3662816A (en) | Means for preventing core shift in casting articles | |
| CN100577324C (zh) | 一种重型燃机ⅱ级导向器叶片的浇铸方法 | |
| CA1039925A (en) | Sandwich structure monolithic mold | |
| CN110280717A (zh) | 一种喷墨粘接三维打印砂型钛合金铸造工艺 | |
| US2752653A (en) | Method of and dies for forming hollow expendable patterns for casting | |
| CN104190855B (zh) | 硅溶胶精密铸造用锆砂莫来砂型芯及其制作方法 | |
| WO2014192820A1 (ja) | 精密鋳造用中子及びその製造方法、精密鋳造用鋳型 | |
| Venkat et al. | Ceramic shell moulds with zircon filler and colloidal silica binder for investment casting of shrouded low-pressure turbine blades | |
| US3441078A (en) | Method and apparatus for improving grain structures and soundness of castings | |
| JP3540842B2 (ja) | 鋳造用のセラミックス中子の製造方法 | |
| CN101168484A (zh) | 一种重型燃机ⅱ级导向器叶片用型壳的制造方法 | |
| RU2660554C1 (ru) | Способ получения форм для литья охлаждаемых лопаток | |
| CN114074177B (zh) | 一种脆性材料用熔模精密铸造型壳的制备方法 | |
| RU2603402C2 (ru) | Состав керамического слоя для изготовления литейных форм и других изделий | |
| JPH04319041A (ja) | 鋳造モールド型およびその製造方法 | |
| US4605057A (en) | Process for producing core for casting | |
| JP6317995B2 (ja) | 精密鋳造鋳型製造用スラリーのフィラー材及びそれを用いて得られたスラリー並びに精密鋳造鋳型 | |
| WO2014192825A1 (ja) | 精密鋳造用中子及びその製造方法、精密鋳造用鋳型 | |
| Marwah et al. | 3D printer patterns evaluation for direct investment casting | |
| RU2674273C1 (ru) | Способ изготовления керамической формы для литья по выплавляемым моделям | |
| CN113165053B (zh) | 用于制造壳模的改进铸造浆料 | |
| RU2673872C1 (ru) | Способ изготовления легкоочищаемых литейных керамических форм, получаемых по выплавляемым моделям | |
| US20180029106A1 (en) | Process for the production of cores of silica for components of aeronautical and industrial turbines | |
| JP2014231081A (ja) | 精密鋳造用中子及びその製造方法、精密鋳造用鋳型 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200722 |