[发明专利]一种嵌入玻璃管/陶瓷管成型陶瓷型芯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷型芯的制备，特别提供一种通过嵌入玻璃管/陶瓷管成型整铸盖板结构涡轮工作叶片用陶瓷型芯的方法。

背景技术

传统的涡轮工作叶片精铸时叶尖为开口形状，叶尖盖板为机加工后焊接成型。随着发动机性能的提高，对叶片的承温能力的要求越来越高，这种盖板后焊结构的叶片在使用过程中盖板时有脱落现象，给叶片及发动机的可靠性带来了隐患。为更好的适用发动机性能提高的要求，“整铸盖板结构”的涡轮叶片使用越来越广泛，但“整铸盖板结构”这种特殊结构的叶片需要一种特殊结构的陶瓷型芯来成型。

陶瓷型芯是成型叶片复杂内腔结构的基础，“整铸盖板结构”的涡轮叶片的出现给传统陶瓷型芯的制备带来了很大困难，因叶片盖板将陶瓷型芯分成了上下两部分，即盖板以上部分及叶身内腔部分，见图1。为保证盖板位置及厚度符合设计的要求，需要将这两部分连接起来，而采用单一料浆成型的陶瓷型芯已经无法满足“整铸盖板结构”叶片铸造的要求，需要一种全新的型芯制造方法满足此类叶片的研制生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种嵌入玻璃管(或陶瓷管)成型陶瓷型芯的方法，该方法能够很好的解决具有复杂内腔结构叶片叶尖盖板的整铸问题，并能改善陶瓷型芯的脱除性能，所得整铸盖板结构的叶片具有较高的可靠性。

本发明具体提供了一种嵌入玻璃管/陶瓷管成型陶瓷型芯的方法，其特征在于：在陶瓷型芯中添加嵌入管1，该嵌入管1为玻璃管或陶瓷管，直径为0.6～1.5mm，长度为20～25mm；嵌入管1之间的间距根据设计要求及型芯成型要求可自主调整。

压制陶瓷型芯时(注入料浆之前)，先将嵌入管1的一端插入模具的定位活块中，插入深度及定位活块的大小根据工程需要而定，见图1嵌入管1探出的部位；另一端嵌入叶身部位，其深度根据工程需要而定；然后注入型芯陶瓷浆料成型，此时嵌入管1与陶瓷型芯的料浆很好的粘结在一起形成一个整体，即嵌入管上端贯穿型芯的头部，下端嵌入叶身，中间部位形成叶尖盖板。

在陶瓷型芯制备过程中，烧结是最关键的工序之一，通过烧结形成了陶瓷型芯的最终结构。烧结工艺的选择应以型芯的性能为准则，首先必须考虑到烧成收缩不能太大，以保证复杂型芯的完整性和尺寸精度，另外为保证本发明嵌入管基体的稳定性，防止方石英大量析出，本发明陶瓷型芯的焙烧工艺设定为：将陶瓷型芯加热至200℃，保温4h；然后加热至400℃，保温4h；再加热至600℃，保温1h；然后加热至900℃，保温1h；最后加热至1160～1170℃，保温5h。

本发明所述嵌入玻璃管/陶瓷管成型陶瓷型芯的方法，其特征在于：为防止制造过程中玻璃管的断裂，可在所述嵌入管1中填充金属丝，以增加嵌入管的强度。

本发明所述嵌入玻璃管/陶瓷管成型陶瓷型芯的方法，其特征在于：根据设计要求选择嵌入管的数量，优选为3～4根。

本发明所述嵌入玻璃管/陶瓷管成型陶瓷型芯的方法，其特征在于，陶瓷型芯的压制工艺为：

①、手动压芯机

料浆温度：90～105℃；料桶温度：95～105℃；模板温度：30～40℃；工作台温度：30～40℃；注射压力：2.5～3.5MPa；保压时间：15～20s；

②、高压压芯机

料浆温度：95～100℃；料桶温度：95～100℃；射嘴温度：95～100℃；下底板温度：30～35℃；注射压力：2.5～3.5MPa；保压时间：15～20s。

本发明所述嵌入玻璃管/陶瓷管成型陶瓷型芯的方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、整铸盖板结构涡轮工作叶片陶瓷型芯结构设计；

步骤二、嵌入管(1)的选择

选择直径为0.6～1.5mm、长度为20～25mm的石英玻璃管或陶瓷管，在嵌入管(1)中填充金属丝；

步骤三、型芯的压制工艺

压制陶瓷型芯时，先将嵌入管1的一端插入模具的定位活块中，插入深度及定位活块的大小根据工程需要而定；另一端嵌入叶身部位，其深度根据工程需要而定；然后注入型芯陶瓷浆料成型，此时嵌入管1与陶瓷型芯的料浆很好的粘结在一起形成一个整体；

①、手动压芯机

料浆温度：90～105℃；料桶温度：95～105℃；模板温度：30～40℃；工作台温度：30～40℃；注射压力：2.5～3.5MPa；保压时间：15～20s；

②、高压压芯机

料浆温度：95～100℃；料桶温度：95～100℃；射嘴温度：95～100℃；下底板温度：30～35℃；注射压力：2.5～3.5MPa；保压时间：15～20s；