[发明专利]空心涡轮叶片的一体化铸造方法

权利要求书

1.一种空心涡轮叶片的一体化铸造方法，其特征在于，所述空心涡轮叶片具有气膜孔，所述方法包括：

建立所述空心涡轮叶片的三维模型；

根据所述空心涡轮叶片的三维模型生成所述空心涡轮叶片的铸型的三维模型；其中，所述铸型的三维模型上形成有用于在所述空心涡轮叶片上铸造气膜孔的柱状体，所述柱状体的两端分别与型芯和型壳连接；

基于所述铸型的三维模型，利用陶瓷增材制造技术制造所述铸型的生坯；

清理并检测所述铸型的生坯；

将所述铸型的生坯放入加热设备中进行脱脂和烧结，以获得所述铸型；

利用所述铸型铸造得到所述空心涡轮叶片；

其中，所述铸型包括型芯和型壳，所述型芯和所述型壳连接为一体件；

所述根据所述空心涡轮叶片的三维模型生成所述铸型的三维模型，包括：

所述空心涡轮叶片的三维模型上设置有气膜孔，利用建模工具填充所述气膜孔以生成所述柱状体；或，

利用建模工具在所述型芯和所述型壳之间生成所述柱状体。

2.根据权利要求1所述的空心涡轮叶片的一体化铸造方法，其特征在于，所述空心涡轮叶片的三维模型包括叶片主体和浇道模型，所述浇道模型和所述叶片主体连接。

3.根据权利要求1所述的空心涡轮叶片的一体化铸造方法，其特征在于，所述根据所述空心涡轮叶片的三维模型生成所述铸型的三维模型，包括：

利用建模工具，从所述空心涡轮叶片的三维模型的外侧表面向外延伸生成所述型壳；所述型壳的壁厚范围为1mm至20mm；

利用建模工具，从所述空心涡轮叶片的三维模型的内侧表面向内延伸生成所述型芯，或，填充所述空心涡轮叶片的三维模型的内腔形成所述型芯；所述型芯的壁厚大于等于1mm。

4.根据权利要求1所述的空心涡轮叶片的一体化铸造方法，其特征在于，所述柱状体的横截面形状包括圆形、椭圆形和多边形；

所述柱状体的横截面的尺寸范围为0.5mm至3mm；

所述柱状体包括沿直线延伸的柱状体和沿曲线延伸的柱状体；

所述柱状体包括实心柱状体和空心柱状体。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的空心涡轮叶片的一体化铸造方法，其特征在于，所述型壳的外表面设置有加强筋；

所述型壳的部分壳壁设置有散热空腔；

所述型芯的中心区域设置为空腔，或，所述型芯的中心区域进行镂空填充。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的空心涡轮叶片的一体化铸造方法，其特征在于，所述铸型的生坯包括陶瓷粉体和粘接剂，所述陶瓷粉体的质量与所述生坯的质量的比值大于等于70%。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的空心涡轮叶片的一体化铸造方法，其特征在于，所述清理并检测所述铸型的生坯，包括：

利用气枪吹气、吸气的方式将所述铸型的生坯的内腔中残留的材料去除；

利用超声清洗机对所述铸型的生坯进行超声清洗；

利用烘箱对所述铸型的生坯进行烘干，烘干温度小于等于200℃；

利用X光检测所述铸型的生坯的内腔是否有材料残留，检测所述铸型的生坯是否完整。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的空心涡轮叶片的一体化铸造方法，其特征在于，所述将所述铸型的生坯放入加热设备中进行脱脂和烧结的步骤中，

脱脂温度范围为400℃至600℃，升温速率小于5℃/min；

烧结温度范围为1000℃至1600℃，升温速率范围为1℃/min至10℃/min，终烧温度保温时间为0.5h至8h。