[发明专利]解决定向凝固柱晶及单晶叶片榫头疏松的方法及叶片模组

说明书

【技术领域】

本发明属于熔模精密铸造领域，具体涉及一种解决定向凝固柱晶及单晶叶片榫头疏松的方法及叶片模组。

【背景技术】

涡轮工作叶片的榫头相比于缘板与叶身，属厚大部位，内部冷却较慢，周围先行凝固，榫头内部在随后的凝固中没有外来金属液补充，导致内部疏松缺陷超标。在等轴晶叶片铸造工艺中，解决榫头疏松的常见方法是改变其浇注温度，但对于定向凝固柱晶和单晶叶片会带来叶身等其他部位的冶金缺陷，对榫头疏松的改善效果也不明显。故靠改变浇注温度无法根本解决叶片榫头内部的疏松问题。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种解决定向凝固柱晶及单晶叶片榫头疏松的方法及叶片模组，有效解决了榫头内部疏松问题，并且在保证叶片晶粒度合格率的情况下提高设备利用率和生产效率。

为了达到上述目的，一种解决定向凝固柱晶及单晶叶片榫头疏松的方法，包括以下步骤：

步骤一，对高度为L的模组进行测量，结晶底盘到榫头下端的距离为L₁，榫头的高度为L₂，榫头上端到叶片顶端距离为L₃；

步骤二，将L₁和L₃高度段的抽拉速度设置为V₁＝(5～8)mm/min，L₂高度段的抽拉速度为V₂＝(2～4)mm/min；

步骤三，计算出各段的抽拉时间，T₁＝L₁/(5～8)，T₂＝L₂/(2～4)，T₃＝L₁/(5～8)，总抽拉时间为T＝T₁+T₂+T₃；

步骤四，将各段抽拉速度、各段抽拉时间和总抽拉时间输入定向凝固炉，定向凝固炉进行叶片浇注，即完成了解决定向凝固柱晶及单晶叶片榫头疏松的方法；

步骤五，浇注后将叶片切割，目视和显微镜检查榫头内部疏松缺陷。

一种解决定向凝固柱晶及单晶叶片榫头疏松的方法采用的叶片模组，包括结晶底盘，垂直结晶底盘设置有注管，注管两侧设置有起始端，起始端上设置有榫头，榫头上设置有叶片，叶片连接有浇道，注管两侧的叶片、榫头和起始端均通过注管镜像对称。

与现有技术相比，本发明改变叶片熔化浇注过程中的抽拉参数，降低榫头部分的抽拉速度，将恒定速度改变为阶段式变拉速，在榫头这种厚大部位凝固较慢区域，降低抽拉速度，使其每个水平截面在凝固过程中得到完全补缩后再移动铸型，有效解决了榫头内部疏松问题，在叶片这种壁厚较薄区域，由于其冷却凝固速率较快，加大其抽拉速度，在保证叶片晶粒度合格率的情况下提高设备利用率和生产效率。

进一步的，本发明在浇注后，将叶片切割，通过目视和显微镜检查榫头内部疏松缺陷，能够及时发现产品的缺陷，在下次生产前进行改进。

【附图说明】

图1为本发明的叶片模组及分段示意图；

图中，1为注管，2为浇道，3为叶片，4为起始端，5为结晶底盘，6为榫头。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步说明。

一种解决定向凝固柱晶及单晶叶片榫头疏松的方法，包括以下步骤：

步骤一，对高度为L的模组进行测量，结晶底盘5到榫头6下端的距离为L₁，榫头6的高度为L₂，榫头6上端到叶片3顶端距离为L₃；

步骤二，将L₁和L₃高度段的抽拉速度设置为V₁＝(5～8)mm/min，L₂高度段的抽拉速度为V₂＝(2～4)mm/min；

步骤三，计算出各段的抽拉时间，T₁＝L₁/(5～8)，T₂＝L₂/(2～4)，T₃＝L₁/(5～8)，总抽拉时间为T＝T₁+T₂+T₃；

步骤四，将各段抽拉速度、各段抽拉时间和总抽拉时间输入定向凝固炉，定向凝固炉进行叶片浇注，即完成了解决定向凝固柱晶及单晶叶片榫头疏松的方法；

步骤五，浇注后将叶片切割，目视和显微镜检查榫头4内部疏松缺陷。