[发明专利]航空发动机燃烧室浮动壁瓦片的精密铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及精密铸造方法领域，具体地，涉及一种航空发动机燃烧室浮动壁瓦片的精密铸造方法。

背景技术

随着航空发动机性能的不断提高，为了提高火焰筒壁内部的换热能力，提高冷却效率并使火焰筒壁温度均匀分布，逐步发展了浮动壁结构火焰筒，成为欧美先进航空发动机普遍采用的主流结构。浮动壁散热器瓦片部件是一种具有复杂结构的超薄高温合金小型铸件，该铸件具有特殊气道冷却，其特点为结构复杂、壁超薄、精度要求非常高，且在150mm×60mm的面积上布有200个孔径为1.0mm的透气孔，铸造工艺极其复杂，变形控制要求亦十分严格。采用常规高温合金精密铸造方法，面临着铸造工艺繁琐，产品内部冶金质量及合格率很难控制，加工周期长等问题。

中国专利公开号为101966558A，该专利提供了一种大型铸件的精密铸造方法,它包括:用计算机设计出大型铸件的三维图形;用五轴联动刀具雕刻原始模型,制成大型铸件模型;然后将大型铸件模型沾上多层硅溶胶涂料和撒上砂后进行干燥;再将大型铸件模型放入焙烧炉内焙烧二次,金属溶液浇铸到模壳中;在金属溶液成型后,破碎掉模壳,得到铸件;用射线探伤法检测大型铸件的内在质量,用三坐标检测仪对大型铸件的外形尺寸进行检测;对大型铸件进行后处理。但该专利无法保证高温合金复杂薄壁铸件的顺利充型、凝固，很难满足实际生产的需要。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是为了解决现有技术工艺繁琐，产品性能低下，加工周期长等存在的问题，提供一种航空发动机燃烧室浮动壁瓦片的精密铸造方法，将主要铸造工艺参数简化为控制真空度，加压速度，保压压力，保压时间，较好地控制工艺参数，控制金属液的充型凝固过程，提高产品的质量，缩短加工周期。

为实现以上目的，本发明提供一种航空发动机燃烧室浮动壁瓦片的精密铸造方法，具体步骤如下：

（1）设计出零件电脑模型，通过3D打印技术得到带有浇注系统的模型；

（2）把涂料涂在制好的蜡模表面，共涂10层，每涂一层后在其表面淋砂，进行自然干燥，最后进行风干；

（3）涂料完毕后进行脱蜡并烧结制成瓦片型壳；

（4）将型壳装入调压铸造设备的上罐，升液管部分通过调压装置上下罐的隔板进入下罐的坩埚中，将升液管周围缝隙用石棉网塞紧，周围填砂紧固型壳；

（5）将零件所用高温合金加入调压装置下罐的坩埚中；

（6）密封调压装置罐体，并将两罐抽真空至10^-5mbar～10^-2mbar；

（7）启动调压铸造装置内的中频炉熔炼坩埚中的金属，并保持两罐体中的真空度；

（8）向调压装置两罐体内充入氩气调节罐体内压强，使上下罐体产生压差，使熔融合金在压差的作用下进入型壳，进行浇注；

（9）浇注结束后，保持上下罐中压力为2～3bar，持续15-25min，泄压，冷却至室温。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明在高温合金调压铸造初期型腔内保持负压，防止气体以原子或分子形式进入液态金属，减少了铸件中气孔、氧化夹杂等缺陷的产生；通过对浇筑过程中压力和加压速度的调节可有效地控制金属液的充型过程，提高金属液的充型能力，减少充型过程中的紊流与飞溅，减少夹杂的形成；金属液凝固过程中施加压力，提高金属液的凝固补缩能力，减少零件中缩松缩孔的产生，并改善铸件的组织结构，提高铸件的各项性能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明调压铸造原理图及工艺曲线图；

图2为本发明航空发动机燃烧室浮动壁瓦片零件示意图；

图中：P₁为调压铸造装置上罐的压强；P₂为调压铸造装置下罐的压强。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

以下实施例中，采用的铸造装置可以采用现有技术，比如公开号为102717051A的中国发明专利，该专利提供的一种高温合金复杂薄壁铸件调压精密铸造装置。