[发明专利]一种双层可倒车涡轮叶片用模壳的制造方法

说明书

本发明涉及陶瓷模壳的制造方法，具体涉及一种双层可倒车涡轮叶片用模壳的制造方法。所述制造方法，包括蜡模制备、浆料制备、沾浆、撒砂、干燥、脱蜡和焙烧步骤；其中，浆料制备步骤中所述的浆料由硅溶胶、碳纳米纤维、锆英粉、表面活性剂和消泡剂制得，所述的碳纳米纤维直径为10‑50nm，长度为5‑20μm；浆料制备方法如下：将碳纳米纤维分散在二甲苯中，将其与硅溶胶、锆英粉、表面活性剂和消泡剂混合均匀。本发明的制造方法科学合理、简单易行；能够减少叶片裂纹的产生，提高浇注叶片的成品率。

技术领域

本发明涉及陶瓷模壳的制造方法，具体涉及一种双层可倒车涡轮叶片用模壳的制造方法。

背景技术

陶瓷模壳广泛应用于熔模铸造，配合陶瓷型芯来制备带有复杂型腔的铸件。随着国家对蓝色海洋事业大力发展，舰船用燃气轮机功率越来越大，对叶片的性能要求越来越高，大量带有型腔的大尺寸叶片，甚至是双层叶片得到应用，对陶瓷模壳的要求越来越高。

目前，可倒车动力涡轮结构研究中，最重要的部分是用于燃气轮机的可倒车涡轮双通道一带二动叶结构的研究。该结构包括正车叶片、两个倒车叶片及叶冠，正车叶片通过叶片延伸连接结构与两个倒车叶片连接，倒车叶片顶部设有叶冠，正车叶片底部设有榫根；叶片延伸连接结构的倒车叶片延伸部分与正车叶片延伸部分呈交叉状，且延伸部分设有三角形缺口；叶片延伸连接结构为镂空设计。所述结构具体见中国专利CN105715305A中的记载，该种结构由中国船舶重工集团公司第七〇三研究所研发，由山东瑞泰新材料科技有限公司负责制造。

可倒车涡轮叶片叶身长度500mm，叶身较长，且存在厚薄不均匀的问题。在浇注可倒车叶片过程中，由于大叶片采用实心设计，两个倒车叶片采用镂空设计，且大叶片与小叶片连接处存在突出平台部分，冷却过程中，由于热胀冷缩的缘故，模壳与叶片均发生一定的收缩，但是，由于金属材料晶胞配位数和致密度发生变化较大，模壳对叶片突出部分的收缩存在阻碍性，导致大小叶片连接处易形成裂纹，叶片浇注的成功率低。

如何解决这一问题，提高叶片浇注的成功率是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种双层可倒车涡轮叶片用模壳的制造方法，减少叶片裂纹的产生，提高浇注叶片的成品率，该制造方法科学合理、简单易行。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

所述的一种双层可倒车涡轮叶片用模壳的制造方法，包括蜡模制备、浆料制备、沾浆、撒砂、干燥、脱蜡和焙烧步骤；

其中，所述的浆料由如下重量份数的原料制成：

表面活性剂为聚异丙二醇醚或十二醇环氧乙烷缩合物；

消泡剂为正辛醇；

所述的浆料的制备方法如下：

将碳纳米纤维分散在二甲苯中，将其与硅溶胶、锆英粉、表面活性剂和消泡剂混合均匀。

其中，优选的技术方案如下：

所述的碳纳米纤维直径为10-50nm，长度为5-20μm。碳纳米纤维是一种高性能纤维，是新一代军民两用新材料，已广泛用于航空航天，交通，体育与休闲用品，医疗，机械，纺织等领域。

所述的蜡模制备步骤为：将石蜡和硬酯酸混合均匀后，压制成型，检验后备用；石蜡与硬酯酸的质量比为1：1。

所述的撒砂采用刚玉颗粒，其中，模壳表面层刚玉颗粒直径为45-65目，加固层刚玉颗粒直径自35-45目过渡到20-30目。

所述的干燥过程中，干燥区温度为25-30℃，空气相对湿度为50％-80％。