[发明专利]一种涡轮导向叶片的蜡模组合及其精铸方法

说明书

技术领域

本发明属于精密铸造技术领域，特别涉及一种主要用于联体空心涡轮导向叶片的蜡模组合及其精铸方法。

背景技术

现有技术中，熔模精密铸造是高温合金涡轮叶片制造的最常用方法。联体空心涡轮导向叶片多采用顶注加底注的组合方案生产该类型铸件，如图1、2和3所示，为现有技术中常规的一组两件组模方案，制壳后包裹一层陶瓷棉，这种方案虽然可以减轻铸件的疏松情况，但不能完全消除铸件的疏松及变形缺陷，尤其是在直浇道部分，在铸件凝固时会产生较大的收缩应力，从而造成铸件的变形。

另外，对于叶身内侧出现的疏松很难补焊，造成铸件最终等于废品，而多数铸件则需要对缘板位置进行补焊才能达标。而且浇铸后的热裂、浇不足、夹杂等缺陷也严重影响铸件的合格率。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够消除铸件凝固时收缩带来的应力，从而改善铸件变形的涡轮导向叶片的蜡模组合及其精铸方法。

本发明技术的技术方案是这样实现的：一种涡轮导向叶片的蜡模组合，包括浇注系统蜡模和叶片蜡模，所述浇注系统蜡模包括浇口杯、上横浇道和下横浇道，所述浇口杯通过直流道与上横浇道连通，所述上横浇道和下横浇道通过直浇道连通，所述上横浇道的上内浇口与叶片蜡模的上缘板连通，所述下横浇道的下内浇口与叶片蜡模的下缘板连通，其特征在于：在所述直浇道上设置有缩径结构，在浇铸后，所述直浇道的缩径结构所在位置断裂。

本发明所述的涡轮导向叶片的蜡模组合，其所述直浇道上的缩径结构设置在直浇道中部以上的位置。

本发明所述的涡轮导向叶片的蜡模组合，其所述直浇道的缩径结构处直径为5mm～15mm。

本发明所述的涡轮导向叶片的蜡模组合，其所述上横浇道的上内浇口设置在叶片蜡模的上缘板的中间位置，所述下横浇道的下内浇口设置在叶片蜡模的下缘板的中间位置。

本发明所述的涡轮导向叶片的蜡模组合，其所述上横浇道和下横浇道整体呈Z字形或V字形，所述上横浇道和下横浇道的两端分别与联体涡轮导向叶片中对应的叶片蜡模的上缘板和下缘板连通。

一种涡轮导向叶片的蜡模组合的精铸方法，其特征在于：包括以下步骤：

a）制造蜡模组合，所述蜡模组合包括浇注系统蜡模和叶片蜡模，所述浇注系统蜡模包括浇口杯、上横浇道和下横浇道，所述浇口杯通过直流道与上横浇道连通，所述上横浇道和下横浇道通过直浇道连通，所述上横浇道的上内浇口与叶片蜡模的上缘板连通，所述下横浇道的下内浇口与叶片蜡模的下缘板连通，所述上横浇道的上内浇口设置在叶片蜡模的上缘板的中间位置，所述下横浇道的下内浇口设置在叶片蜡模的下缘板的中间位置，所述直浇道与上横浇道连通的端部为缩径结构；

b）对步骤a）制得的蜡模组合采用沾浆淋砂制备型壳，经过蒸汽脱蜡后得到叶片型壳；

c）将叶片型壳包裹陶瓷保温棉，然后转入焙烧炉中；

d）焙烧后的叶片型壳转入真空炉中进行浇铸，在浇铸后，所述直浇道的缩径结构所在位置断裂。

本发明所述的涡轮导向叶片的蜡模组合的精铸方法，其在所述步骤c）中，将型壳叶身排气边包裹一层陶瓷保温棉，在型壳的上、下横浇道包裹一层陶瓷保温棉，最后再将型壳整体包裹一层陶瓷保温棉，然后再转入焙烧炉中进行焙烧。

本发明所述的涡轮导向叶片的蜡模组合的精铸方法，其所述陶瓷保温棉的厚度为6mm～12mm。

本发明所述的涡轮导向叶片的蜡模组合的精铸方法，其在所述步骤d）中，在浇铸时，在直流道中设置耐高温陶瓷过滤网。

本发明的技术方案与现有技术相比，具有以下有效效果：

1、本发明通过直浇道一端缩径结构的设计，使其在浇铸后的缩径结构位置可以断裂，从而消除了铸件凝固收缩带来的应力，起到了释放应力，改善铸件变形的目的。

2、本发明中上下横浇道的上下内浇口设置在上下缘板的中间位置，而常规直的横浇道无法让每个浇口都设置在缘板中间位置，而缘板位置正是疏松缺陷常出现的位置，本发明通过对内浇口位置的合理设置，有效提高了铸件整体的补缩效率，很好的解决了铸件疏松问题。

3、本发明通过在浇铸时，在直流道内设置耐高温陶瓷过滤网，有效改善了杂质缺陷。

4、本发明通过对型壳叶身排气边部位包裹一层陶瓷保温棉，使得该位置散热变慢，消除该处浇不足；通过上下横浇道包裹一层陶瓷保温棉，确保凝固顺序上叶片先彻底凝固，以达到上下横浇道充分补缩、提高补缩效率的目的；最后一层陶瓷保温棉的设置，可以提高型壳的整体保温性，有益于铸件凝固的均匀和稳定。