[发明专利]一种用于空心单晶叶片的浇注系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于空心单晶叶片的浇注系统，属于熔模精密铸造技术领域。

背景技术

某涡轮工作叶片属复杂气冷空心单晶叶片，其外形由叶身、安装板、延伸段及榫头组成。其中叶身壁厚厚薄相差悬殊，最厚3.5mm，最薄0.5mm。该类涡轮工作叶片在铸造过程中通常采用顶注式浇注系统，该浇注系统由浇口杯、上圆盘浇道、支撑棒和选晶器组成，采用这种浇注系统浇注的叶片易产生夹杂、疏松、杂晶、大角度晶界、小角度晶界、斑马晶和晶体取向偏离，不能满足技术要求，铸件报废率达95％以上，合格率小于5％，导致大量叶片报废，造成了巨大的经济损失，同时研制周期延长，不能确保叶片按时交付。因此，研制一种空心单晶叶片浇注系统，以降低叶片铸件报废率，是目前熔模精密铸造技术领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有单晶叶片浇注系统所存在的不足，提供了一种用于空心单晶叶片的浇注系统。从而提高叶片合格率及生产效率，减少经济损失，缩短研制周期，确保叶片按时交付。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

一种用于空心单晶叶片的浇注系统，包括浇口杯、补缩长方块、叶片蜡件、引晶段、圆盘及直浇道，所述直浇道和引晶段分别垂直安装在圆盘上，所述直浇道上端通过陶瓷过滤网与浇口杯连通，下端通过内浇道与引晶段连通，所述引晶段通过螺旋选晶器与叶片蜡件下端连通，所述叶片蜡件上端与补缩长方块连通，所述补缩长方块通过集渣排气孔与浇口杯上部连通。

所述叶片蜡件上端还设置有补缩冒口。

所述陶瓷过滤网的直径为35～40mm,厚度为8～12mm，且呈水平放置。

所述直浇道为直径为18～22mm的圆柱形结构。

所述内浇道为直径为6～10mm的圆柱结构。

所述内浇道与直浇道的夹角为30～50°。

所述引晶段的长、宽、高的比例为3：2：6。

所述螺旋选晶器的直径为3～5mm，螺旋圈数为1.5圈。

本发明的有益效果是：

本发明所述浇注系统结构合理，降低了单晶叶片的夹杂、疏松、杂晶、大角度晶界、小角度晶界、斑马晶和晶体取向偏离报废率，使叶片合格率从原来的5％提高到目前23％，大大提高了产品合格率，减少经济损失，缩短研制周期，确保叶片按时交付。具有较好的经济效益和社会效益，可在熔模精密铸造技术领域广泛推广应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1-浇口杯，2-集渣排气孔，3-补缩长方块，4-补缩冒口，5-叶片蜡件，6-螺旋选晶器，7-引晶段，8-圆盘，9-内浇道，10-直浇道，11-陶瓷过滤网。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1所示，本发明所述的一种用于空心单晶叶片的浇注系统，包括浇口杯1、补缩长方块3、叶片蜡件5、引晶段7、圆盘8及直浇道10，所述直浇道10和引晶段7分别垂直安装在圆盘8上，所述直浇道10上端通过陶瓷过滤网11与浇口杯1连通，下端通过内浇道9与引晶段7连通，所述引晶段7通过螺旋选晶器6与叶片蜡件5下端连通，所述叶片蜡件5上端与补缩长方块3连通，所述补缩长方块3通过集渣排气孔2与浇口杯1上部连通。采用本技术方案，降低了单晶叶片的夹杂、疏松、杂晶、大角度晶界、小角度晶界、斑马晶和晶体取向偏离报废率，叶片铸件合格率比原来的浇注系统提高6倍多，同时大大缩短研制周期，确保叶片按时交付。

所述叶片蜡件5上端还设置有补缩冒口4，通过补缩冒口4能提高此处的温度，防止金属液温度过低而形核，产生杂晶；同时起到补缩作用，防止该处产生疏松。

所述陶瓷过滤网11的直径为35～40mm,厚度为8～12mm，且呈水平放置。当厚度大于12mm时，高温金属液流速减慢，叶片排气边(薄壁部位)易产生欠注。当厚度小于8mm时，高温金属液流速过快，对形成叶片空腔的陶瓷型芯冲击过大，导致陶瓷型芯断裂；陶瓷过滤网集渣能力减弱，导致叶片产生夹杂。

所述直浇道10为直径为18～22mm的圆柱形结构。直径大于22mm时，浪费价格昂贵的单晶高温合金(含贵重金属Re)；小于18mm时，高温金属液流量小，叶片排气边(薄壁部位)易产生欠注。

所述内浇道9为直径为6～10mm的圆柱结构。直径大于10mm时，浪费价格昂贵的单晶高温合金(含贵重金属Re)，小于6mm时，高温金属液流量小，叶片排气边(薄壁部位)易产生欠注。