[发明专利]一种消除定向凝固铸件缺陷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及定向凝固熔模精密铸造，具体地讲是一种消除定向凝固铸件缺陷的方法。

背景技术

定向凝固熔模精密铸造是在熔模铸造型壳中建立特定方向的温度梯度，使熔融合金沿着与热流相反的方向按照要求的结晶取向凝固的一种铸造工艺。采用定向凝固技术可获得生长方向与主应力方向一致的单向生长的柱状晶体。定向凝固组织由于消除了横向晶界，从而提高了材料抗高温蠕变和疲劳的能力。定向凝固技术最突出的成就是用于研制航空发动机用高温合金叶片，近年来，也逐渐发展应用到地面燃气轮机的高温合金叶片制作。

凝固/铸造产生收缩是液固相变本质所致。对于传统的等轴晶铸件而言，只要形成顺序凝固，有足够的补缩液量和畅通的补缩通道，缩孔等类型的组织不完整缺陷是很容易解决的。而对于定向凝固技术，固/液界面是呈一定形态定向推进的，这对于两端高中间低其竖直截面具有“V”型结构的定向凝固铸件来讲，就存在补缩液量和补缩通道畅通的问题。如图1所示，在叶片本体3的下部就具有这种“V”型结构，底端5在最下面，两个向上末端6均高于颈线7，如果工艺设计需要“V” 型结构的一个向上末端6经过底端5去补缩另一个向上末端6，由于定向凝固是按照固/液界面推进方向9推进，其方向与热流方向8相反，导致“V”型结构的底端5先凝固，当固/液界面推进至颈线7时，这样就堵塞了设计的补缩通道，结果导致 “V” 型结构的一个向上末端6在生长界面向前推进到最后时刻得不到自由液体来补缩和填隙，无法形成完整光滑的表面，如此造成铸件的应该补缩的部位不仅缺肉而且表面不完整。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种消除定向凝固铸件缺陷的方法，该方法能解决定向凝固精密铸件上“V”型结构向上末端位置的生长缺陷，最终保证铸件的完整性。

实现本发明的技术方案是：一种消除定向凝固铸件缺陷的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）按照定向/单晶铸造技术要求设计模组结构，并完成蜡模的组装；

2）在模组的整体或局部出现两端高中间低，其竖直截面具有V型结构时，在模组上高于底端的颈线且远离浇注系统的向上末端位置，粘接竖直向上的延长蜡条；

3）按照熔模铸造的方法，模组制壳、脱蜡和焙烧，完成模壳；

4）按照定向/单晶生长工艺，完成定向/单晶铸件的制造。

所述步骤2）中，所述竖直截面具有V型结构的向上末端为两个及以上。

所述步骤2）中，所述延长蜡条位置高于向上末端的最高端。

本发明的有益效果是：

1、本发明很好地解决了复杂结构定向凝固精密铸件的缺陷。通过在向上末端位置，粘接竖直向上的延长蜡条的技术手段，实现了“顺序延长生长末端”，有效解决定了向凝固精密铸件上“V”型结构向上末端位置的生长缺陷，如缺肉、自由液面等技术难题。

2、本发明的“顺序延长生长末端”，一方面可以起到补缩盲区的作用，另一方面可以把最后凝固的自由液面断面引出铸件本体，最终保证铸件的完整性。

3、本发明操作简单，易于实现，使产品合格率大幅提高。

附图说明

图1为现有“V”型结构示意图；

图2为本发明实施例的结构示意图。

图中标号：1—浇口杯，2—横浇道，3—叶片本体，4—延长蜡条，5—底端，6—向上末端，7—颈线，8—热流方向，9—固/液界面推进方向。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种消除定向凝固铸件缺陷的方法，包括如下步骤：

1）按照定向/单晶铸造技术要求设计模组结构，并完成蜡模的组装；

2）在模组的整体或局部出现两端高中间低，其竖直截面具有“V”型结构时，在模组上高于底端5的颈线7且远离浇注系统的向上末端位置6，粘接竖直向上的延长蜡条4；所述延长蜡条4位置高于向上末端6的最高端。

3）按照熔模铸造的方法，模组制壳、脱蜡和焙烧，完成模壳；

4）按照定向/单晶生长工艺，通过浇口杯1、横浇道2将熔融合金浇入模壳内，完成定向/单晶铸件的制造。

所述步骤2）中，所述竖直截面具有V型结构的向上末端为两个及以上。

本发明很好地解决了复杂结构定向凝固精密铸件的缺陷。通过在向上末端位置，粘接竖直向上的延长蜡条的技术手段，实现了“顺序延长生长末端”，有效解决定了向凝固精密铸件上“V”型结构向上末端位置的生长缺陷，如缺肉、自由液面等技术难题。