專利名稱：重型燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵部件渦輪機(jī)匣陶瓷型的精密鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到重型燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵部件渦輪機(jī)匣精密鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種大型復(fù)雜薄壁件陶瓷型鑄造方法。
背景技術(shù)：
目前，世界上只有美、日、德、法等少數(shù)國家具備獨(dú)立研制重型燃?xì)廨啓C(jī)的能力，其核心技術(shù)一直被封鎖。作為新一代動(dòng)力裝置，它被廣泛應(yīng)用于發(fā)電、獨(dú)立能源系統(tǒng)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)、船舶動(dòng)力等領(lǐng)域。它的研制代表著一個(gè)國家和地區(qū)重大裝備制造業(yè)的總體水平，也是一個(gè)國家高新技術(shù)工業(yè)的具體體現(xiàn)，標(biāo)志著一個(gè)國家的技術(shù)發(fā)達(dá)程度。重型燃?xì)廨啓C(jī)，由進(jìn)氣機(jī)匣、進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)向葉片、壓氣機(jī)、擴(kuò)散器、燃燒室、透平及排氣機(jī)匣組成，其機(jī)匣一般采用鍛造和鑄造兩種方法制造。前者重量輕、體積小，結(jié)構(gòu)性能好；但加工難度大，且考慮到剛度因素，需整環(huán)和半環(huán)交錯(cuò)安裝，故造價(jià)較高。后者笨重耗材占空間，且因壁厚而受溫度因素影響大，結(jié)構(gòu)性能較前者差；但加工難度小，并可全部采用半環(huán)對(duì)接安裝，故造價(jià)較低。兩種方法雖各有優(yōu)劣，目前工程實(shí)踐中卻多采用前者。隨著我國精密鑄造技術(shù)的不斷提高，重型燃?xì)廨啓C(jī)其機(jī)匣部件開始采用鑄造方法制造，進(jìn)氣機(jī)匣能夠采用熔模鑄造，雖能鑄出尺寸精確、光潔度高的鑄件，但由于本身工藝的限制(大尺寸復(fù)雜件蠟型易變形，掛殼困難等)，澆注的鑄件重量一般都較小，最大件只有幾十公斤，適用生產(chǎn)小型、輕型燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)匣，而陶瓷型鑄造在同樣具有較高的尺寸精度和表面光潔度的情況下，可生產(chǎn)出重量、尺寸較大的鑄件，適用生產(chǎn)重型燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)匣的生產(chǎn)。陶瓷型芯材料成分和制備技術(shù)由于受到專利保護(hù)，報(bào)道較少，一些工廠對(duì)陶芯材料的配方、生產(chǎn)工藝、脫除工藝等都嚴(yán)格保密。盡管目前陶瓷型芯已基本滿足國內(nèi)的需求，但與發(fā)達(dá)國家相比還有相當(dāng)?shù)牟罹?，特別是在大型復(fù)雜薄壁件用陶瓷型芯生產(chǎn)方面，無論是模具的設(shè)計(jì)與制造，還是陶芯的制備與脫除，尺寸控制，表面光潔度等方面都存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種重型燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵部件渦輪機(jī)匣陶瓷型的精密鑄造方法，能大幅度提高大型進(jìn)氣機(jī)匣鑄件質(zhì)量，降低大型進(jìn)氣機(jī)匣鑄件的生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期。采用的技術(shù)方案是
重型燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵部件渦輪機(jī)匣陶瓷型的精密鑄造方法，包括下述工藝步驟
一、陶瓷型所用的造型材料1.耐火材料鋁礬土、石英粉及鋯砂粉等。2.粘結(jié)劑硅酸乙酯水解液。3.脫膜劑鋁粉。鋁礬土粒度為45目、100目、180目，分別存放。石英粉180目。
硅酸乙酯水解液(NH4CL)濃度為16%。二、制作砂套
I、配料按45目鋁礬土 100目鋁礬土 180目鋁礬土 180目石英粉=50-55 :20-25 :5-8的重量比例取鋁礬土和石英粉，配制成砂套干料，再按砂套干料硅酸乙酯水解液=IOOg 6ml的比例加入硅酸乙酯水解液，并混均勻后倒入母型中，采用人工搗實(shí)。三、起模 待砂套硬化后起模。四、漿料配制與掛涂
按320目鋯砂粉硅酸乙酯水解液=IOOg 25ml的比例取鋯砂粉和硅酸乙酯水解液，并
混合均勻制成漿料；再將步驟三制成的砂套浸入漿料中，立即置于托板上。五、焙燒
將掛漿料后的砂套進(jìn)行焙燒。焙燒的目的是使陶瓷型內(nèi)殘存的乙醇、水分和少量的有機(jī)物燒去，并使陶瓷層的強(qiáng)度增加。焙燒溫度1400°C，焙燒時(shí)間2 3h，出爐溫度彡250°C，以防止產(chǎn)生裂紋。六、組芯和圍箱
將焙燒好的陶瓷型在金屬底板上組芯，用水玻璃砂圍箱后，250°C入爐烘烤，烘烤時(shí)間2h。七、澆注與清理
采用AOD精煉鋼水澆注。(澆注溫度為1620°C，澆注速度為65KG/S)，待鑄件冷卻至室溫時(shí)再打箱、清理、切澆冒口。八、熱處理(熱處理工藝參數(shù)正火溫度為1030°C ±10°C，一次回火溫度為6100C ±10°C，二次回火溫度為 590°C ±10°C)
九、精整，即得。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、鑄件尺寸精度高，尺寸精度高達(dá)3 5級(jí)；
2、鑄件表面光潔度高，陶瓷型鑄件表面粗糙度可達(dá)RalO 1.25微米；
3、生產(chǎn)成本低；
4、生產(chǎn)周期短。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。圖2是本發(fā)明的一種實(shí)施例的俯視圖。圖3是圖1的A— A剖視圖。圖4是圖2的制備工藝圖。圖5是用本發(fā)明方法制備的一種實(shí)品實(shí)體圖。
具體實(shí)施例方式重型燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵部件渦輪機(jī)匣陶瓷型的精密鑄造方法，包括下述工藝步驟該進(jìn)氣機(jī)匣鑄件
進(jìn)氣機(jī)匣鑄件根據(jù)鑄造合金牌號(hào)為ZG06Crl3Ni4Mo材質(zhì)特性配比相應(yīng)陶瓷型所需原材料，制作陶瓷型砂芯。制作砂套
I、按45目鋁礬土 100目鋁礬土 180目鋁礬土 180目石英粉=50:25:20:5的重量比取鋁礬土和石英粉，混均，配制成砂套干料，再按砂套干料硅酸乙酯水解液=IOOg 6ml的比例加入硅酸乙酯水解液，混均后倒入母型中，人工搗實(shí)，待砂套干硬后起模。2、漿料配制與涂掛
按350目鋯砂粉硅酸乙酯水解液=IOOg 25ml的比例取鋯砂粉和硅酸乙酯水解液，并混合均勻制成漿料，再將制好的砂套放到漿料中，立即置于托板上。3、焙燒
焙燒溫度為1400°C、焙燒時(shí)間2-3h，出爐溫度彡250°C。4、將焙燒好的陶瓷型在金屬底板上組芯，用水玻璃砂圍箱后，250°C入爐烘烤2h。 5、采用AOD精煉鋼水澆鑄，采用已知的熱處理技術(shù)進(jìn)行熱處理，精整后，即得。
權(quán)利要求
1.重型燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵部件渦輪機(jī)匣陶瓷型的精密鑄造方法，其特征在于包括下述工藝步驟 (1)、陶瓷型所用的造型材料 ①.耐火材料鋁礬土、石英粉及鋯砂粉； ②.粘結(jié)劑硅酸乙酯水解液； ③.脫膜劑鋁粉； 鋁礬土粒度為45目、100目、180目，分別存放；石英粉為180目； 硅酸乙酯水解液濃度為16% ； (2)、制作砂套 配料按45目鋁礬土 100目鋁礬土 180目鋁礬土 180目石英粉=50-55 :20-25 :5_8的重量比例取鋁礬土和石英粉，配制成砂套干料，再按砂套干料硅酸乙酯水解液=IOOg :6ml的比例加入硅酸乙酯水解液，并混均勻后倒入母型中，采用人工搗實(shí)； (3)、起模 待砂套硬化后起模； (4)、漿料配制與掛涂 按320目鋯砂粉硅酸乙酯水解液=IOOg 25ml的比例取鋯砂粉和硅酸乙酯水解液，并混合均勻制成漿料；再將步驟三制成的砂套浸入漿料中，立即置于托板上； (5)、焙燒 將掛漿料后的砂套進(jìn)行焙燒，焙燒溫度1400°C，焙燒時(shí)間2 3h，出爐溫度< 250°C ； (6)、組芯和圍箱 將焙燒好的陶瓷型在金屬底板上組芯，用水玻璃砂圍箱后，250°C入爐烘烤，烘烤時(shí)間2h ； (7)、澆注與清理 采用AOD精煉鋼水澆注，澆鑄溫度為1620°C，澆注速度為65KG/S ;待鑄件冷卻至室溫時(shí)再打箱、清理、切澆冒口 ； (8)、熱處理熱處理工藝參數(shù)正火溫度為1030°C±10°C，一次回火溫度為6100C ±10°C，二次回火溫度為 590°C ±10°C ； (9)、精整，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的重型燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵部件渦輪機(jī)匣陶瓷型的精密鑄造方法，其特征在于 所述45目招帆土 100目招帆土 180目招帆土 180目石英粉=50:25:20:5。
全文摘要
重型燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵部件渦輪機(jī)匣陶瓷型的精密鑄造方法，包括下述工藝步驟按45目鋁礬土100目鋁礬土180目鋁礬土180目石英粉=50:25:20:5的重量比取鋁礬土和石英粉，配制成砂套干料，再按砂套干料硅酸乙酯水解液=100g6ml的比例加入硅酸乙酯水解液，混均后倒入母型中搗實(shí)，待砂套干硬后起模。按350目鋯砂粉硅酸乙酯水解液=100g25ml的比例取鋯砂粉和硅酸乙酯水解液，混合制成漿料，再將制好的砂套放到漿料中，立即置于托板上，在1400℃下焙燒，焙燒時(shí)間2-3h。采用AOD精煉鋼水澆鑄，再經(jīng)熱處理，精整后，即得。本發(fā)明能大幅度提高大型進(jìn)氣機(jī)匣鑄件質(zhì)量，降低大型進(jìn)氣機(jī)匣鑄件的生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期。
文檔編號(hào)B22C1/00GK102974748SQ20121049552
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者趙嶺, 李寶志, 姜云飛, 陳瑞, 李旭東, 彌尚林, 唐驥 申請(qǐng)人:沈陽鑄造研究所