一種熔模鑄造航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄細(xì)長葉片的型殼制備方法
【專利摘要】一種熔模鑄造航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄細(xì)長葉片的型殼制備方法，用5％—10％的氧化鈷粉和95％—90％的電熔白鋼玉混合、經(jīng)1200℃—1350℃焙燒、降至室溫后研磨制成孕育劑；用該孕育劑和剛玉粉制成混合粉料，加入硅溶膠制成漿料，用該漿料涂制型殼第1層，型殼第2至第8層改用剛玉粉和硅溶膠制成的漿料涂制，第1、2層用80#—100#剛玉砂掛砂，第3、4層用46#—60#剛玉砂掛砂，第5至8層用16#—25#剛玉砂掛砂。與傳統(tǒng)型殼制備方法相比，采用本發(fā)明方法制備的型殼表面致密光滑，用其鑄造航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄細(xì)長葉片，葉片表面光滑，晶粒細(xì)化可達(dá)到技術(shù)要求。
【專利說明】一種熔模鑄造航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄細(xì)長葉片的型殼制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熔模精密鑄造，特別是一種熔模鑄造航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄細(xì)長葉片的型殼制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，低壓渦輪工作葉片向更長、更細(xì)、更薄的方向發(fā)展。該類型葉片，其葉片長度能夠達(dá)到200mm,弦寬約25mm,葉身最大厚度約3mm,進(jìn)排氣邊厚度約0.5mm,葉片為無余量葉片，葉身及流道面不進(jìn)行加工，需要進(jìn)行晶粒細(xì)化，晶粒直徑要求不超過3_。熔模鑄造這種薄細(xì)長葉片時(shí)的型殼制備方法與葉片晶粒細(xì)化密切相關(guān)。
[0003]傳統(tǒng)的低壓渦輪工作葉片長度約100mm，弦款約60?70臟，葉身最大厚度5?6_，進(jìn)排氣邊厚度約2?3_，通常為有余量葉片，熔模鑄造這類有余量葉片的傳統(tǒng)型殼制備方法不注重晶粒細(xì)化問題，薄細(xì)長低壓渦輪工作葉片采用這種傳統(tǒng)型殼制備方法，葉片表面存在點(diǎn)狀冶金缺陷，達(dá)不到晶粒細(xì)化的技術(shù)要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種熔模鑄造航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄細(xì)長葉片的型殼制備方法，使航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄細(xì)長葉片達(dá)到晶粒細(xì)化的技術(shù)要求。
[0005]本發(fā)明型殼制備方法，包括以下步驟:
[0006](I)制備孕育劑:按重量配比將5%—10%的氧化鈷粉和95%—90%的電熔白鋼玉混合均勻、經(jīng)1200°C — 1350°C焙燒、降至室溫后研磨成粉，制得孕育劑；
[0007](2)用剛玉粉、含二氧化硅25%—30%的硅溶膠、步驟⑴的孕育劑和16 #—100#剛玉砂做原料，按以下方法制作型殼:
[0008]型殼第I層:
[0009]按重量配比將80%—90%的孕育劑和20% —10%的剛玉粉混合，制成混合粉料；將混合粉料緩慢加入硅溶膠中，混合粉料與硅溶膠的重量配比為混合料85% — 80 %，硅溶膠15%—20%，攪拌均勻，制成漿料；用該漿料涂制型殼第I層，用80# —100#剛玉砂掛砂；在室溫23±2°C、濕度50— 70%的環(huán)境中自干4一24小時(shí)，風(fēng)干2— 4小時(shí)，制成型殼第I層；
[0010]型殼第2層:
[0011]將剛玉粉緩慢加入硅溶膠中，剛玉粉與硅溶膠的重量配比按剛玉粉85%—75%，硅溶膠15%，攪拌均勻，制成漿料；用該漿料涂制型殼第2層，用80# —100#剛玉砂掛砂；在室溫23±2°C、濕度50— 70%的環(huán)境中自干4一24小時(shí)，風(fēng)干0.5— I小時(shí)，制成型殼第2層；
[0012]型殼第3層和第4層:
[0013]將剛玉粉緩慢加入硅溶膠中，剛玉粉與硅溶膠的重量配比按剛玉粉85%—75%，硅溶膠15%—25%，攪拌均勻，制成漿料；型殼第3層和第4層用該漿料涂制，用46# — 60#剛玉砂掛砂；在室溫23±2°C、濕度50—70%的環(huán)境中自干4一24小時(shí)，風(fēng)干>3小時(shí)，制成型殼第3層和第4層；
[0014]型殼第5層至第8層:
[0015]將剛玉粉緩慢加入硅溶膠中，剛玉粉與硅溶膠的重量配比按剛玉粉90%—75%，硅溶膠10%—25%，攪拌均勻，制成漿料；型殼第5層至第8層用該漿料涂制，用16# — 25#剛玉砂掛砂；在室溫23±2°C、濕度50—70%的環(huán)境中自干4一24小時(shí)，風(fēng)干>3小時(shí)，制成型殼第5層至第8層；
[0016]型殼掛漿:
[0017]將剛玉粉緩慢加入硅溶膠中，剛玉粉與硅溶膠的重量配比按剛玉粉85%—75%，硅溶膠15% — 25%，攪拌均勻，制成漿料；用該漿料涂第8層型殼外表面(不掛砂)；在室溫23±2°C、濕度50— 70%的環(huán)境中自干>24小時(shí)，風(fēng)干>2小時(shí)，制成型殼；
[0018](3)型殼脫蠟和焙燒
[0019]采用高壓脫蠟釜對(duì)型殼進(jìn)行脫蠟，然后采用電爐對(duì)型殼進(jìn)行焙燒，焙燒溫度900°C，保溫4一6小時(shí)，制得型殼成品。
[0020]與傳統(tǒng)型殼制備方法相比，采用本發(fā)明方法制備型殼，型殼表面致密光滑，用其鑄造航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄細(xì)長葉片，葉片表面光滑，無冶金缺陷，晶粒細(xì)化可達(dá)到技術(shù)要求。

【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例
[0022]本實(shí)施例為采用本發(fā)明方法制備熔模鑄造某型機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)薄細(xì)長葉片所用型殼，其步驟是:
[0023](I)按重量配比將8%的氧化鈷粉和92%的電熔白鋼玉混合均勻、經(jīng)1350°C焙燒、降至室溫后研磨成粉，制得孕育劑；
[0024](2)用剛玉粉、含二氧化硅28%的硅溶膠、步驟⑴的孕育劑和100 #、60 #和25#剛玉砂做原料，按以下方法制作型殼:
[0025]型殼第I層:
[0026]按重量配比將90%的孕育劑和10%的剛玉粉混合，制成混合粉料；將混合粉料緩慢加入硅溶膠中，混合粉料與硅溶膠的重量配比為混合料80 %，硅溶膠20 %，攪拌均勻，制成漿料；用該漿料涂制型殼第I層，用100#剛玉砂掛砂；在室溫23±2°C、濕度50— 70%的環(huán)境中自干8小時(shí)，風(fēng)干3小時(shí)，制成型殼第I層；
[0027]型殼第2層:
[0028]將剛玉粉緩慢加入硅溶膠中，剛玉粉與硅溶膠的的重量配比為剛玉粉75%，硅溶膠25%，攪拌均勻，制成漿料；用該漿料涂制型殼第2層，用100#剛玉砂掛砂；在室溫23±2°C、濕度50— 70%的環(huán)境中自干8小時(shí)，風(fēng)干I小時(shí)，制成型殼第2層；
[0029]型殼第3層和第4層:
[0030]將剛玉粉緩慢加入硅溶膠中，剛玉粉與硅溶膠的重量配比為剛玉粉75%，硅溶膠25%，攪拌均勻，制成漿料；型殼第3層和第4層用該漿料涂制，用60#剛玉砂掛砂；在室溫23±2°C、濕度50— 70%的環(huán)境中自干4小時(shí)，風(fēng)干4小時(shí)，制成型殼第3層；
[0031]型殼第5層至第8層:
[0032]將剛玉粉緩慢加入硅溶膠中，剛玉粉與硅溶膠的重量配比為剛玉粉75%，硅溶膠25%，攪拌均勻，制成漿料；型殼第5層至第8層用該漿料涂制，用25#剛玉砂掛砂；在室溫23±2°C、濕度50— 70%的環(huán)境中自干4小時(shí)，風(fēng)干3小時(shí)，制成型殼第5層至第8層；
[0033]型殼掛漿:
[0034]將剛玉粉緩慢加入硅溶膠中，剛玉粉與硅溶膠的重量配比為剛玉粉80%，硅溶膠20%，攪拌均勻，制成漿料；用該漿料涂第8層型殼外表面(不掛砂)；在室溫23±2°C、濕度50—70%的環(huán)境中自干26小時(shí)，風(fēng)干4小時(shí)，制成型殼；
[0035](3)型殼脫蠟和焙燒
[0036]采用高壓脫蠟釜對(duì)型殼進(jìn)行脫蠟，然后采用電爐對(duì)型殼進(jìn)行焙燒，焙燒溫度9000C，保溫4小時(shí)，制得型殼成品。
[0037]制得的型殼表面致密光滑，用其鑄造該型機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)薄細(xì)長葉片時(shí)，型殼側(cè)面用2—3層耐火纖維針刺毯包裹，型殼預(yù)熱溫度1060°C，金屬澆注溫度1470°C，每秒澆入金屬液4Kg，澆注后保持6min，再經(jīng)脫殼、切割、吹砂、清理、打磨、晶粒度腐蝕、除氫、校正、拋光等工序，制得的葉片表面光滑，用腐蝕液進(jìn)行晶粒度腐蝕，晶粒直徑在0.5mm?3mm之間，達(dá)到葉片晶粒細(xì)化的技術(shù)要求。
【權(quán)利要求】
1.一種熔模鑄造航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄細(xì)長葉片的型殼制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)制備孕育劑:按重量配比將5%—10%的氧化鈷粉和95%—90%的電熔白鋼玉混合均勻、經(jīng)1200°C — 1350°C焙燒、降至室溫后研磨成粉，制得孕育劑； (2)用剛玉粉、含二氧化硅25%—30%的硅溶膠、步驟⑴的孕育劑和16#—100 #剛玉砂做原料，按以下方法制作型殼: 型殼第I層: 按重量配比將80% — 90%的孕育劑和20% —10%的剛玉粉混合，制成混合粉料；將混合粉料緩慢加入硅溶膠中，混合粉料與硅溶膠的重量配比為混合料85% — 80 %，硅溶膠15%—20%，攪拌均勻，制成漿料；用該漿料涂制型殼第I層，用80# —100#剛玉砂掛砂；在室溫23±2°C、濕度50— 70%的環(huán)境中自干4一24小時(shí)，風(fēng)干2— 4小時(shí)，制成型殼第I層； 型殼第2層: 將剛玉粉緩慢加入硅溶膠中，剛玉粉與硅溶膠的重量配比按剛玉粉85%—75%，硅溶膠15%，攪拌均勻，制成漿料；用該漿料涂制型殼第2層，用80# —100#剛玉砂掛砂；在室溫23±2°C、濕度50— 70%的環(huán)境中自干4一24小時(shí)，風(fēng)干0.5— I小時(shí)，制成型殼第2層； 型殼第3層和第4層: 將剛玉粉緩慢加入硅溶膠中，剛玉粉與硅溶膠的重量配比按剛玉粉85%—75%，硅溶膠15%—25%，攪拌均勻，制成漿料；型殼第3層和第4層用該漿料涂制，用46# — 60#剛玉砂掛砂；在室溫23±2°C、濕度50—70%的環(huán)境中自干4一24小時(shí)，風(fēng)干>3小時(shí)，制成型殼第3層和第4層； 型殼第5層至第8層: 將剛玉粉緩慢加入硅溶膠中，剛玉粉與硅溶膠的重量配比按剛玉粉90% — 75%，硅溶膠10%—25%，攪拌均勻，制成漿料；型殼第5層至第8層用該漿料涂制，用16# — 25#剛玉砂掛砂；在室溫23±2°C、濕度50—70%的環(huán)境中自干4一24小時(shí),風(fēng)干>3小時(shí),制成型殼第5層至第8層； 型殼掛衆(zhòng): 將剛玉粉緩慢加入硅溶膠中，剛玉粉與硅溶膠的重量配比按剛玉粉85%—75%，硅溶膠15%—25%，攪拌均勻，制成漿料；用該漿料涂第8層型殼外表面；在室溫23±2°C、濕度50— 70%的環(huán)境中自干>24小時(shí)，風(fēng)干>2小時(shí)，制成型殼； (3)型殼脫蠟和焙燒 采用高壓脫蠟釜對(duì)型殼進(jìn)行脫蠟，然后采用電爐對(duì)型殼進(jìn)行焙燒，焙燒溫度900°C，保溫4一6小時(shí)，制得型殼成品。
【文檔編號(hào)】B22C9/22GK104353786SQ201410628357
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】王永明, 祝世哲, 王鐵軍, 顧欣, 張松勝 申請(qǐng)人:沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司