[发明专利]用于闭式离心叶轮的蜡模制造方法

说明书

本发明公开了一种用于闭式离心叶轮的蜡模制造方法，包括以下步骤：a、闭式离心叶轮蜡模设计，沿闭式离心叶轮蜡模轴向厚度均匀地划分形成多块蜡模单元；b、封闭气流通道部分，采用圆环形陶瓷型芯组对所有的气流通道整体充型；c、各个蜡模单元按照尺寸设计要求压制成型；d、在蜡模单元沿轴向依次拼装于圆环形陶瓷型芯组两端，并进行接缝密封；e、检查蜡模单元之间和/或蜡模单元与圆环形陶瓷型芯组之间的贴合部位，去除表面多余的蜡，形成闭式离心叶轮蜡模。采用本发明方法得到的闭式离心叶轮蜡模阶段无型芯断芯、蜡模收缩变形的问题，蜡模压型操作简单、便捷，蜡模合格率高。

技术领域

本发明涉及航空发动机零件精密铸造技术领域，特别地，涉及一种用于闭式离心叶轮的蜡模制造方法。

背景技术

闭式离心叶轮是燃气轮机的关键零件之一，是燃气轮机的离心式压气机的关键与核心部分，对燃气轮机的性能和结构完整性有着直接影响。

闭式离心叶轮毛坯具有22个封闭气流通道，是一次性铸造成型。该毛坯的制造使用熔模精密铸造的方法进行生产，为了得到22个封闭的气流通道，主要采用陶瓷型芯充型形成气流通道。

采用陶瓷型芯成型气流通道，其主要过程为：采用陶瓷型芯模具压制22个单个的陶瓷型芯，通过拼装夹具将22个单个的陶瓷型芯拼成一个整环，再将整环放入蜡模模具中压制蜡模；蜡模组合浇注系统，得到模组树；在模组树的表面上涂料、撒砂、硬化、干燥，反复多次涂料、撒砂、硬化、干燥，制成模壳；通过高温高压的水汽等方式脱除蜡模、清理模壳；高温焙烧模壳；浇入金属熔液；熔液冷却、凝固；去除模壳、浇冒口；采用高压脱芯釜脱除铸件的型芯即可获得闭式离心叶轮毛坯。在将陶瓷型芯放入蜡模模具中压制时，由于陶瓷型芯冷却、收缩烧结等引起的尺寸变形，在压制蜡模时易发生陶瓷型芯断芯情况，同时检验是否断芯需依靠X光检验等手段，费时费力，多达22个陶瓷型芯，其中哪怕一处陶瓷型芯损坏也将导致铸件报废。

并且闭式离心叶轮的宽弦部位和厚薄部位厚薄不均导致收缩不一致，为模具设计、产品制造带来困难。闭式离心叶轮叶片最厚部位与最薄部位厚薄比达到7：1以上，整个叶片在蜡模阶段、会存在各向异性的收缩状况，厚大部位和薄壁部位的收缩率差异悬殊，导致模具及产品发生收缩变形。

发明内容

本发明提供了一种用于闭式离心叶轮的蜡模制造方法，以解决闭式离心叶轮蜡模采用陶瓷型芯充型气流通道，在压制蜡模过程中容易使陶瓷型芯损坏而导致整个铸件报废；厚度差异容易导致收缩变形的技术问题。

本发明提供一种用于闭式离心叶轮的蜡模制造方法，包括以下步骤：a、闭式离心叶轮蜡模设计，沿闭式离心叶轮蜡模轴向厚度均匀地划分形成多块蜡模单元；b、封闭气流通道部分，采用圆环形陶瓷型芯组对所有的气流通道整体充型；c、各个蜡模单元按照尺寸设计要求压制成型；d、在蜡模单元沿轴向依次拼装于圆环形陶瓷型芯组两端，并进行接缝密封；e、检查蜡模单元之间和/或蜡模单元与圆环形陶瓷型芯组之间的贴合部位，去除表面多余的蜡，形成闭式离心叶轮蜡模。

进一步地，步骤a中闭式离心叶轮蜡模划分，蜡模单元为：至少一段装于圆环形陶瓷型芯组中心轴上叶轮主轴蜡模、至少一段套设于圆环形陶瓷型芯组外的外环蜡模以及至少一段装配于圆环形陶瓷型芯组内环腔上的内膜蜡模。

进一步地，蜡模单元为：套设于圆环形陶瓷型芯组中心轴上的叶轮主轴蜡模、套设于圆环形陶瓷型芯组外的叶轮外环蜡模、装配于圆环形陶瓷型芯组内环腔上的叶轮内环蜡模以及套设于叶轮内环蜡模外的叶轮芯部蜡模；或者蜡模单元为：套设于圆环形陶瓷型芯组外并带有叶轮主轴蜡模的外环蜡模以及装配于圆环形陶瓷型芯组内环腔上的内部蜡模；或者蜡模单元为：套设于圆环形陶瓷型芯组中心轴上的叶轮主轴蜡模、套设于圆环形陶瓷型芯组外的外环蜡模以及装配于圆环形陶瓷型芯组内环腔上的内部蜡模。

进一步地，步骤a中，各个蜡模单元划分设计时，在蜡模单元表面设计增加用防止蜡模单元壁体变形的防变形筋，防变形筋根据蜡模单元外形的结构和曲率设计成相应弯曲的外形，以保证压制后的蜡模单元的尺寸精度。