[发明专利]一种叶片的铸造方法

说明书

本发明属于铸造技术领域，特别涉及一种叶片的铸造方法，包括以下步骤：采用叶片的出水边朝上、进水边朝下的竖直放置方式，将若干件同尺寸类型的叶片旋转排列为一圈进行铸造工艺设计；然后通过模拟软件根据铸造工艺设计模拟出整体砂型；最后采用3D打印制作整体砂型。采用本发明提供的叶片的铸造方法，有效提高了冒口利用率，是现有技术中的出品率34％提高至39％，可节约约5t的钢合金钢水，且在满足铸件复杂的结构以及铸造所需的强度的同时，减少了芯盒制作等步骤，缩短了铸造周期，显著地提高了叶片的生产效率，减少工人的工作量。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，特别涉及一种叶片的铸造方法。

背景技术

水轮机叶片结构包括进水边、出水边、上冠面、下环面，将叶片水平放置，其整体尺寸长、高度低、壁厚比较均匀，现有技术的铸造工艺设计方法中，在下环面设置明冒口进行补缩，并设置多个补贴优化补缩梯度，采用芯盒制作砂芯，将砂芯排列组合的方法成型。现有技术采用的铸造方法出品率低，占用空间大，且砂铁比较高，严重浪费树脂砂，成本难以控制；且在制造砂芯周期方面存在弊端，使用芯盒制作砂芯时间长，由于砂芯数量较多，导致铸造周期长。

发明内容

本发明的目的是提供一种叶片的铸造方法，将多件同尺寸类型的叶片旋转排列，并改变现有技术中叶片的铸造方向，且使用3D打印技术进行砂芯制作，以克服现有技术中的不足。

本发明的目的是这样实现的：

一种叶片的铸造方法，包括以下步骤：

步骤S1，采用叶片的出水边朝上、进水边朝下的竖直放置方式，将若干件同尺寸类型的叶片旋转排列为一圈进行铸造工艺设计。

步骤S2，采用3D打印制作整体砂型。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中旋转排列的叶片的数量为12～20件；低于该范围会导致砂铁比高，树脂砂浪费严重；高于该范围将会出现铸件吃砂量不足，存在窜钢的隐患。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中铸造工艺设计包括：在相邻叶片的出水边之间放置明冒口，有效提高了冒口利用率；所述明冒口下方设置冒口补贴。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中铸造工艺设计时需保证相邻两件叶片之间最小吃砂量为150mm。

作为本发明进一步的方案：所述冒口补贴设置在相邻两叶片的出水边上，且沿叶片延伸。

作为本发明进一步的方案：所述冒口补贴沿叶片延伸的补缩距离为铸件模数的4倍。

作为本发明进一步的方案：所述冒口补贴沿叶片延伸的厚度采用滚圆法设计，通过滚圆法设计冒口补贴，同时解决两叶片因补缩梯度不畅导致的局部钢水过早凝固，冒口中钢液补不下来的问题，以更好的保证补缩。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S2中3D打印制作整体砂型过程包括：结合3D打印设备的尺寸参数和整体砂型的结构特点，将整体砂型拆分为若干个砂芯，利用3D打印设备打印各砂芯，各砂芯打印完毕后进行组芯制成整体砂型。

作为本发明进一步的方案：整体砂型拆分为若干砂芯的原则：拆分砂芯时，在相邻两个叶片之间分割整体砂芯，各砂芯分割面与水平面垂直。

作为本发明进一步的方案：所述各砂芯分隔面上设置定位槽。