[发明专利]电渣熔铸叶片随型随动、分段逐级成型装置及成型方法

说明书

本发明公开了一种电渣熔铸叶片随型随动、分段逐级成型装置及成型方法。电渣熔铸叶片随型随动、分段逐级成型装置包括底座，底座上设有底水箱，底水箱上设有分体结晶器，底水箱与底座之间设有结晶器随型随动装置；电极支撑架上升降安装有电极支撑座，电极支撑座上设有电极夹持器，电极夹持器上固定夹持有自耗电极，电极夹持器与电极支撑座之间设有电极随型随动装置；分体结晶器包括若干由下到上依次固定连接的结晶器层模，各结晶器层模上设有结晶器层腔，若干结晶器层腔上下连通构成异型型腔。本发明利用分层结构的分体结晶器，可减少单层叶片熔铸时曲面的变化量，通过上下随型随动的配合，自耗电极容易插入单层的结晶器层腔内。

技术领域

本发明涉及叶片制造技术领域，尤其涉及一种电渣熔铸叶片随型随动、分段逐级成型装置及成型方法。

背景技术

目前公知的叶片、螺旋叶片是采用砂模熔铸成型，即先制造工件模型，然后制造砂模，将液体钢(或其它金属合金浇入砂模)，待金属冷却后去除砂模，获得工件。此法铸造的叶片、螺旋叶片在铸造过程中叶片内部组织疏松、容易产生气孔、裂纹等内部缺陷，整体质量不高，使用寿命短。

电渣熔铸是一种使金属精炼和铸造成型一次完成，生产优质合金铸件的电渣冶金工艺，其基本设备包括电渣炉、结晶器、电源变压器，结晶器内设置铸件成型的异型型腔，并配有冷却装置，在铸造时，自耗电极插入型腔内的液渣中，利用电流通过液渣所产生的电阻热，不断地将自耗电极熔化，熔化的金属汇聚成滴，穿过渣层滴入金属熔池，同时在异型型腔内凝固成铸件。该工艺获得的铸件具有金属纯洁、金属组织致密、成分和组织均匀、结晶细化、铸件表面光洁等优点，是理想的叶片铸造技术。

但在实际应用时，因叶片(如发电机叶轮、螺旋叶片等)都是具有较复杂曲面形状的零件，所以异型型腔也成为与其匹配的较复杂形状；另外腔壁多为导电金属材料，自耗电极不但需要做成与异型型腔相类似的结构以便于形成均匀的熔滴，而且自耗电极要保持不能接触腔壁而发生短路，因此自耗电极难以顺利地伸入异型型腔内形成良好的熔化滴入，这使得电渣熔铸技术在叶片铸造行业难以进行应用，目前还没有可解决上述问题的相关技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电渣熔铸叶片随型随动、分段逐级成型装置及成型方法，可解决叶片和异型型腔形状复杂造成的自耗电极不易伸入异型型腔且易触壁发生短路的问题，使电渣熔铸技术可应用于叶片铸造领域。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：电渣熔铸叶片随型随动、分段逐级成型装置，包括底座，所述底座上设有底水箱，所述底水箱上设有分体结晶器，所述底水箱与所述底座之间设有结晶器随型随动装置；所述底座的一侧相对固定设有电极支撑架，所述电极支撑架上滑动安装有电极支撑座，所述电极支撑座与所述电极支撑架之间设有升降驱动装置；所述电极支撑座上设有电极夹持器，所述电极夹持器上固定夹持有自耗电极，所述电极夹持器与所述电极支撑座之间设有电极随型随动装置；所述分体结晶器包括若干由下到上依次固定连接的结晶器层模，各所述结晶器层模上设有结晶器层腔，若干所述结晶器层腔上下连通构成与叶片形状相适配的异型型腔。

作为优选的技术方案，所述结晶器随型随动装置包括结晶器横向调节装置、结晶器倾角调节装置和结晶器转角调节装置。

作为优选的技术方案，所述结晶器横向调节装置包括横向滑动安装在所述底座上的结晶器第一横调座，所述结晶器第一横调座与所述底座之间连接有结晶器第一横调驱动器，所述结晶器第一横调座上横向滑动安装有结晶器第二横调座，所述结晶器第二横调座与所述结晶器第一横调座的滑动方向交叉设置，所述结晶器第二横调座与所述结晶器第一横调座之间连接有结晶器第二横调驱动器。

作为优选的技术方案，所述结晶器倾角调节装置包括铰接安装在所述结晶器第二横调座上的结晶器摆动座，所述结晶器摆动座与所述结晶器第二横调座之间连接有结晶器摆动驱动器。

作为优选的技术方案，所述结晶器转角调节装置包括沿周向转动安装在所述结晶器摆动座上的结晶器转动座，所述结晶器转动座与所述结晶器摆动座之间设有周向转动连接装置和结晶器转动驱动器。