專利名稱：一種低壓導(dǎo)向聯(lián)體空心葉片的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及精密鑄造領(lǐng)域，具體涉及一種低壓導(dǎo)向聯(lián)體空心葉片的制備方法。
技術(shù)背景
近年來，低壓導(dǎo)向葉片的制造技術(shù)取得了很大的進步，已經(jīng)能制備出空心聯(lián)體 產(chǎn)品。航空發(fā)動機低壓一級、二級導(dǎo)向聯(lián)體葉片就是聯(lián)體葉片，其高溫、高壓的工作環(huán) 境要求葉片有很高的表面質(zhì)量，不允許有冶金缺陷。聯(lián)體葉片的任何一個葉片出現(xiàn)冶金 問題，整個葉片就將報廢，所以對生產(chǎn)工藝的要求更高。目前采用整體精鑄技術(shù)制備低 壓導(dǎo)向聯(lián)體葉片，型殼選用剛玉砂粉料和硅溶膠作為涂料，經(jīng)熒光檢測發(fā)現(xiàn)，在葉片與 上下鎖板交接的部位產(chǎn)生點狀及線狀疏松缺陷，具有一定的深度，完全合格的葉片所剩 無幾。
目前只能通過拋光打磨或釬焊的方法來處理葉片表面的疏松缺陷，但拋光打磨 很難使缺陷徹底消除，釬焊處理后的成品合格率也極低，而且釬焊費用很高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種低壓導(dǎo)向聯(lián)體空心葉片的 制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是按如下步驟進行(1)空心聯(lián)體葉片蠟件型芯的制備首先將石英玻璃粉料，莫來石粉料，增塑劑， 添加劑混合并攪拌均勻注入型芯壓制設(shè)備中，壓制溫度為95°c 105°C，注射壓力為 4.0MPa 4.8MRI，保壓1 2 后放入校正胎具中，制成母型芯；然后在料罐中裝入 石英玻璃粉料，將母型芯插入粉料中，用石英玻璃粉料將整個料罐填滿后燒結(jié)便制得型-I-H心；(2)空心聯(lián)體葉片蠟件的制備將制備好的型芯擺放到葉片模具的相應(yīng)位置后注入 蠟料，對模具預(yù)熱后進行壓制，最后修整蠟件；(3)澆注系統(tǒng)型殼的制備首先將空心聯(lián)體葉片蠟件與澆口杯、橫澆道和側(cè)澆道組 成澆注系統(tǒng)蠟件，然后將第一層涂料涂在空心聯(lián)體葉片蠟件表面。低壓一級導(dǎo)向空心聯(lián) 體葉片蠟件的第一層涂料配制為先將重量百分比30%的鋁酸鈷粉料和70%的剛玉砂粉料 配料混合均勻后，與硅溶膠溶液混合配制成料漿，涂掛于葉片蠟件表面。低壓二級導(dǎo)向 空心聯(lián)體葉片蠟件的涂料配制為采用100%的鋁酸鈷粉料直接與硅溶膠溶液配制成料漿， 然后涂掛于葉片蠟件表面。兩種空心聯(lián)體葉片的第二層涂料均采用硅酸乙酯溶液與剛玉 砂粉料配制而成，其它各層涂料的配制與原工藝相同。最后將涂料后的澆注系統(tǒng)蠟件脫 蠟并燒結(jié)，便制得澆注系統(tǒng)型殼；(4)合金澆注澆注前先對澆注系統(tǒng)型殼預(yù)熱，預(yù)熱溫度1100°C士 10°C，保溫時 間Zh。合金選用K417G為原料，然后精煉合金原料，精煉溫度1570°C 士 10°C，精煉時 間不少于3η ι，最后將合金鋼液澆注到預(yù)熱后的澆注系統(tǒng)型殼中，澆注時間:3s k，形3成最終產(chǎn)品低壓導(dǎo)向空心聯(lián)體葉片鑄件；所述的型芯配比按重量百分比為65%的石英玻璃粉料，15%的莫來石粉料，18% 20%的添加劑，并外加18% 20%的增塑劑；所述的步驟(2)中空心聯(lián)體葉片的蠟料選用F28-44B，模具預(yù)熱溫度為30°C 40 0C ；所述的步驟(2)中空心聯(lián)體葉片的壓制工藝參數(shù)為一級導(dǎo)向聯(lián)體空心葉片模料溫度為75°C 士5°C，注射溫度為73°C 士2°C，注射壓力 為2.0MPa，保壓時間為30s 50s ；蠟件壓制后停放Zh進行蠟件的修整；二級導(dǎo)向聯(lián)體空心葉片模料溫度為70°C 士5°C，注射溫度為70°C 士2°C，注射壓力 為0.6MPa 1.0 MPa,保壓時間為1 30s ；蠟件壓制后停放2h進行蠟件的修整。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點及其有益效果是通過在型殼的表面層涂料中加入鋁酸鈷組分后，不但葉片的晶粒組織得到了細化， 而且葉身的疏松大幅度降低。在未采用該技術(shù)前，試驗澆注低壓一級導(dǎo)向聯(lián)體空心葉片 26件，熒光檢查出葉身冶金缺陷率100%，修磨后合格2件，合格率7.7%。采用該技術(shù) 后，澆注14件，熒光檢查出葉身冶金缺陷2件，合格率85.7%;在未采用該技術(shù)前，低 壓二級導(dǎo)向聯(lián)體空心葉片澆注56件，熒光檢查出缺陷率100%，修磨后合格2件，熒光 合格率3.57%。采用該技術(shù)后，澆注38件，熒光檢查出葉身冶金缺陷6件，熒光合格率 84.2%。該項技術(shù)的應(yīng)用，極大地提高了葉片的制造合格率，為新機生產(chǎn)科研提供了技術(shù) 保證。


圖1 一級導(dǎo)向聯(lián)體空心葉片采用鋁酸鈷涂料處理前后的熒光圖片； 圖2 二級導(dǎo)向聯(lián)體空心葉片采用鋁酸鈷涂料處理前后的熒光圖片；圖3型芯燒結(jié)參數(shù)曲線圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作詳細說明，但本發(fā)明的保護范圍不僅限于下述的實 施例實施例1: 一級導(dǎo)向聯(lián)體空心葉片的制備，按如下工藝步驟進行(1)空心聯(lián)體葉片型芯的制備首先按如下重量百分比配料，65%的石英玻璃粉 料，15%的莫來石粉料，20%的添加劑，外加18%的增塑劑；然后將攪拌均勻的型芯粉 料注入型芯壓制設(shè)備中，壓制溫度為96°C，注射壓力為4.0MPa，保壓2 后取出放入校 正胎具中，制成母型芯；最后在料罐中裝入高度為180mm的石英玻璃粉料，將母型芯 立式插入粉料中，母型芯的下端與料罐底部的距離控制在30mm以上，母型芯的間距為 30mm,用石英玻璃粉料將整個料罐充滿，按圖3工藝參數(shù)燒結(jié)；(2)空心聯(lián)體葉片蠟件的制備蠟料選用:^8_44B，將制備好的型芯擺放到葉片模 具的相應(yīng)位置，壓制前對模具預(yù)熱，使模具溫度達到30°C，壓制時的工藝參數(shù)為注射溫 度為71V，注射壓力為2.0MRI，保壓時間為30s;蠟件壓制后停放Zh進行蠟件的修整；(3)澆注系統(tǒng)型殼的制備首先將空心聯(lián)體葉片蠟件與澆口杯、橫澆道和側(cè)澆道組成澆注系統(tǒng)蠟件，然后將第一層涂料涂在空心聯(lián)體葉片蠟件表面。第一層涂料選用鋁酸 鈷、剛玉砂粉料組合與硅溶膠配制。其中鋁酸鈷粉料的質(zhì)量分數(shù)為30%，剛玉砂粉料的 質(zhì)量分數(shù)為70%，然后將兩種粉料混合后，與硅溶膠溶液混合并攪拌均勻配制成料漿， 涂掛于葉片蠟件表面；第二層涂料采用硅酸乙酯溶液與剛玉砂粉料配制而成，其它各層 涂料的配制與原工藝相同。最后將涂料后的澆注系統(tǒng)蠟件脫蠟并燒結(jié)，便制得澆注系統(tǒng) 型殼；(4)合金澆注澆注前先對澆注系統(tǒng)型殼預(yù)熱，預(yù)熱溫度1100°C，保溫時間Zh， 合金選用K417G為原料，然后精煉合金原料，精煉溫度1570°C，精煉時間不少于3η ι， 最后將合金鋼液澆注到預(yù)熱后的澆注系統(tǒng)型殼中，澆注時間4s，形成最終產(chǎn)品低壓一級 導(dǎo)向空心聯(lián)體葉片鑄件。
實施例2: 二級導(dǎo)向空心聯(lián)體葉片的制備，按如下工藝步驟進行(1)空心聯(lián)體葉片型芯的制備首先按如下重量百分比配料，65%的石英玻璃粉 料，15%的莫來石粉料，20%的添加劑，外加20%的增塑劑；然后將攪拌均勻的型芯粉 料注入型芯壓制設(shè)備中，壓制溫度為105°C，注射壓力為4.8MRi，保壓20s后取出放入 校正胎具中，制成母型芯；最后在料罐中裝入高度為200mm的石英玻璃粉料，將母型芯 立式插入粉料中，母型芯的下端與料罐底部的距離控制在30mm以上，母型芯的間距為 30mm,用石英玻璃粉料將整個料罐充滿，按圖3工藝參數(shù)燒結(jié)；(2)空心聯(lián)體葉片蠟件的制備蠟料選用:^8_44B，將制備好的型芯擺放到葉片模 具的相應(yīng)位置，壓制前對模具預(yù)熱，使模具溫度達到40°C，壓制時的工藝參數(shù)為注射溫 度為70V，注射壓力為0.7MPa，保壓時間為20s ；蠟件壓制后停放Zh進行蠟件的修整；(3)澆注系統(tǒng)型殼的制備首先將空心聯(lián)體葉片蠟件與澆口杯、橫澆道和側(cè)澆道組 成澆注系統(tǒng)蠟件，然后將第一層涂料涂在空心聯(lián)體葉片蠟件表面。第一層涂料選用100% 的鋁酸鈷粉料直接與硅溶膠溶液配制成料漿，然后涂掛于葉片蠟件表面，第二層涂料采 用硅酸乙酯溶液與剛玉砂粉料配制而成，其它各層涂料的配制與原工藝相同。最后將涂 料后的澆注系統(tǒng)蠟件脫蠟并燒結(jié)，便制得澆注系統(tǒng)型殼；(4)合金澆注澆注前先對澆注系統(tǒng)型殼預(yù)熱，預(yù)熱溫度1100°C，保溫時間Zh， 合金選用K417G為原料，然后精煉合金原料，精煉溫度1570°C，精煉時間不少于3η ι， 最后將合金鋼液澆注到預(yù)熱后的澆注系統(tǒng)型殼中，澆注時間加，形成最終產(chǎn)品低壓二級 導(dǎo)向聯(lián)體空心葉片鑄件。
權(quán)利要求
1.一種低壓導(dǎo)向空心聯(lián)體葉片的制備方法，其特征在于按如下步驟進行(1)空心聯(lián)體葉片蠟件型芯的制備首先將石英玻璃粉料，莫來石粉料，增塑劑， 添加劑混合并攪拌均勻注入型芯壓制設(shè)備中，壓制溫度為95°c 105°C，注射壓力為 4.0MPa 4.8MPa，保壓18s 25s后取出放入校正胎具中，制成母型芯；然后在料罐中 裝入石英玻璃粉料，將母型芯插入粉料中，用石英玻璃粉料將整個料罐充滿后燒結(jié)便制 得型芯；(2)空心聯(lián)體葉片蠟件的制備將制備好的型芯擺放到葉片模具的相應(yīng)位置后注入 蠟料，對模具預(yù)熱后進行壓制，最后修整蠟件；(3)澆注系統(tǒng)型殼的制備首先將空心聯(lián)體葉片蠟件與澆口杯、橫澆道和側(cè)澆道 組成澆注系統(tǒng)蠟件，然后將第一層涂料涂在空心聯(lián)體葉片蠟件表面；低壓一級導(dǎo)向空心 聯(lián)體葉片蠟件的第一層涂料配制為先將重量百分比30%的鋁酸鈷粉料與70%的剛玉砂粉 料配料混合均勻后，再與硅溶膠溶液混合配制成料漿，涂掛于葉片蠟件表面；低壓二級 導(dǎo)向空心聯(lián)體葉片蠟件的涂料配制為采用100%的鋁酸鈷粉料直接與硅溶膠溶液配制成料 漿，然后涂掛于葉片蠟件表面；第二層涂料全部采用硅酸乙酯溶液與剛玉砂粉料配制而 成，其它各層涂料的配制與原工藝相同；最后將涂料后的澆注系統(tǒng)蠟件脫蠟并燒結(jié)，便 制得澆注系統(tǒng)型殼；(4)合金澆注澆注前先對澆注系統(tǒng)型殼預(yù)熱，預(yù)熱溫度1100°C士 10°C，保溫時 間2h，合金選用K417G為原料，然后精煉合金原料，精煉溫度1570°C 士 10°C，精煉時間 不少于3min，最后將合金鋼液澆注到預(yù)熱后的澆注系統(tǒng)型殼中，澆注時間3s 5s，形成 最終產(chǎn)品低壓導(dǎo)向空心聯(lián)體葉片鑄件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓導(dǎo)向空心聯(lián)體葉片的制備方法，其特征在于所述 的型芯配比按重量百分比為65%的石英玻璃粉料，15%的莫來石粉料，20%的添加劑， 外加18% 20%的增塑劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓導(dǎo)向空心聯(lián)體葉片的制備方法，其特征在于所述 的步驟(2)中蠟件的蠟料選用F28-44B，模具預(yù)熱溫度為30°C 40°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓導(dǎo)向空心聯(lián)體葉片的制備方法，其特征在于所 述的步驟(2)中蠟件壓制時的工藝參數(shù)為一級導(dǎo)向聯(lián)體空心葉片模料溫度為 75°C 士5°C，注射溫度為73°C 士2°C，注射壓力為2.0MPa，保壓時間為30s 50s ；蠟件 壓制后停放2h進行蠟件的修整；二級導(dǎo)向聯(lián)體空心葉片模料溫度為70°C 士5°C，注射 溫度為70°C 士2°C，注射壓力為0.6MPa 1.0 MPa,保壓時間為15s 30s ；蠟件壓制后 停放2h進行蠟件的修整。
全文摘要
本發(fā)明涉及精密鑄造領(lǐng)域，具體涉及一種低壓導(dǎo)向聯(lián)體空心葉片的制備方法。首先將石英玻璃粉料，莫來石粉料，增塑劑，添加劑混合并攪拌均勻注入型芯壓制設(shè)備中，制成母型芯；然后在料罐中裝入石英玻璃粉料，將母型芯插入粉料中，用石英玻璃粉料將整個料罐填滿后燒結(jié)便制得型芯；將制備好的型芯擺放到葉片模具的相應(yīng)位置后注入蠟料，對模具預(yù)熱后進行壓制，最后修整蠟件；然后制備澆注系統(tǒng)型殼；澆注前先對澆注系統(tǒng)型殼預(yù)熱，合金選用K417G為原料，然后精煉合金原料，精煉溫度1570℃±10℃，精煉時間不少于3min，最后將合金鋼液澆注到預(yù)熱后的澆注系統(tǒng)型殼中，澆注時間3s～5s，形成最終產(chǎn)品低壓導(dǎo)向空心聯(lián)體葉片鑄件。
文檔編號B22C9/22GK102019348SQ20101061489
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者孫長波, 王永明, 王鐵軍, 白素春, 費晶 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責(zé)任公司