[发明专利]轴流式水轮机叶片的铸造方法

说明书

本发明属于铸造技术领域，特别涉及一种轴流式水轮机叶片的铸造方法，包括：采用将两件轴流式水轮机叶片铸件同时铸造的工艺方案，且所述轴头向上与所述叶片向下放置进行铸造；浇注系统采用单包单水口浇注，两件轴流式水轮机叶片铸件的型腔共用一个直浇道。本发明采用同箱铸造两件轴流式水轮机叶片，并且两件轴流式水轮机叶片共用浇注系统和冒口方案，克服了轴流式水轮机叶片单独浇注时间间隔长、温降快、内浇口进流速度不均等问题，以及由此带来的铸件冲砂、二次氧化夹渣等缺陷；同时，在保证叶片工艺质量的前提下，提高了叶片产品的出品率，降低了钢水的冶炼成本。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，特别涉及一种轴流式水轮机叶片的铸造方法。

背景技术

轴流式水轮机是指水流由轴向流入转轮，沿其叶片自轴向流出，将水流能量转换为机械能的反击式水轮机。在同样的水流高度下，轴流式的过流能力比混流式大，气蚀性能比混流式差，因此轴流式水轮机叶片整体要求高，铸造工艺及成型方法复杂，铸造过程中需要保证过流面不变形，铸件表面不得有气孔、夹砂、缩松、裂纹等缺陷。

轴流式水轮机叶片一般采用直立浇注、单件成型的铸造方法，且由于该铸件吨位较小，通常一包钢水需要浇注多件，每件浇注时均需要重新打开或关闭滑动水口，这样时间间隔长、温降快，导致铸件冲砂、二次氧化夹渣严重，同时也存在出品率低、成本高等缺点。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种轴流式水轮机叶片的铸造方法，以降低大型水轮机叶片类铸件浇注速度过快引起的冲砂和二次氧化夹渣的问题，解决每件浇注存在钢包温降的问题，稳定水轮机叶片类铸件的质量。

一种轴流式水轮机叶片的铸造方法，其中轴流式水轮机叶片铸件包括叶片和轴头；所述铸造方法包括：采用将两件轴流式水轮机叶片铸件同时铸造的工艺方案，且所述轴头向上与所述叶片向下放置进行铸造，这样便于浮渣；浇注系统采用单包单水口浇注，两件轴流式水轮机叶片铸件的型腔共用一个直浇道。

在其中一个实施例中，在轴流式水轮机叶片铸件的最大热节处设置冒口颈，其中铸件轴头位置处热节最大，即在轴头位置处设置冒口颈；所述冒口颈与相邻两个叶片型腔均连通，所述冒口颈上方设置冒口，这样为铸件本体在凝固收缩阶段提供供于液态收缩和凝固收缩阶段所需要的钢液，以保证铸件本体致密无缩松、缩孔等缺陷。

在其中一个实施例中，所述冒口颈的热节的模数为所述最大热节的模数的 120％～130％倍；模数是衡量铸件凝固时间的一个表征量，为了保证冒口颈和铸件之间形成一定补缩梯度，即铸件由冒口颈提供补缩液量，且冒口颈不能先于冒口凝固，通过模数计算，设计出符合模数比例关系的冒口颈，因此冒口颈的热节的模数为所述最大热节的模数的120％～130％倍。

在其中一个实施例中，所述冒口的模数为所述冒口颈的模数的120％～130％倍，为了保证冒口和冒口颈之间形成一定补缩梯度，即冒口颈由冒口提供补缩液量，所以冒口颈不能先于冒口凝固，通过模数计算，设计出符合模数比例关系的冒口，冒口的模数为所述冒口颈的模数的120％～130％倍。

在其中一个实施例中，所述浇注系统还包括与所述直浇道连通的两组横浇道，两组所述横浇道分别与相应的叶片型腔通过内浇口连通，所述内浇口优选为扁内浇口；由于叶片的出水边壁厚较薄，若是内浇口采用圆形内浇口，当圆形内浇口直径比叶片壁厚大时，导致增大热节并产生缩松，因此为了避免人为增加热节，内浇口优选采用扁内浇口或者椭圆内浇口，所述扁内浇口的截面积与采用圆形内浇口时相等，但是短+轴长度均匀减小为圆形内浇口的截面直径的 60％，长轴长度均匀增加为圆形内浇口的截面直径的60％，这样才可以保证不影响钢液的进流速度；进一步地内浇口的数量为2ⁿ，这样保证钢液进入叶片型腔时进流均匀。