[发明专利]空心涡轮叶片的一体化铸造方法

说明书

本发明提供一种空心涡轮叶片的一体化铸造方法，涉及精密铸造领域，用于解决传统的铸造空心涡轮叶片的方法过程复杂、周期长的问题。本发明的空心涡轮叶片的一体化铸造方法包括：建立空心涡轮叶片的铸型的三维模型；基于铸型的三维模型，利用陶瓷增材制造技术制造铸型的生坯；清理并检测铸型的生坯；将铸型的生坯放入加热设备中进行脱脂和烧结，以获得铸型；利用铸型铸造得到空心涡轮叶片；其中，空心涡轮叶片具有气膜孔，铸型包括型芯和型壳，型芯和型壳连接为一体件。本发明的空心涡轮叶片的一体化铸造方法简化了空心涡轮叶片的铸型的制造过程，缩短了制造周期、节约了制造成本。

技术领域

本发明涉及精密铸造领域，尤其涉及一种空心涡轮叶片的一体化铸造方法。

背景技术

涡轮叶片是燃气涡轮发动机中涡轮段的重要组成部件。高速旋转的叶片负责将高温高压的气流吸入燃烧器，以维持引擎的工作。为了能保证在高温高压的极端环境下稳定长时间工作，涡轮叶片往往采用高温合金制造，并采用不同方式冷却来保证运转时的可靠性。

空心涡轮叶片主要是通过铸造的方式进行制造，涡轮叶片的铸型包括型芯和型壳，型芯和型壳之间形成有型腔，将制造空心涡轮叶片的金属液体浇进型腔，冷却固化后去除型芯和型壳，即可得到空心涡轮叶片。在传统的铸造空心涡轮叶片的方法中，首先需要制造型芯，然后在型芯表面制作叶片的蜡模，继而采用多次涂挂的方法在叶片的蜡模表面形成型壳，最后，熔化叶片的蜡模得到空心蜗轮叶片的铸型。

由此可见，传统的铸造空心涡轮叶片的方法过程复杂、周期长。

发明内容

本发明提供一种空心涡轮叶片的一体化铸造方法，该空心涡轮叶片的一体化铸造方法简化了空心涡轮叶片的铸型的制造过程，缩短了制造周期、节约了制造成本。

本发明提供一种空心涡轮叶片的一体化铸造方法，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铸型的三维模型；

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。

本发明提供的空心涡轮叶片的一体化铸造方法，空心涡轮叶片具有气膜孔，该方法通过建立空心涡轮叶片的铸型的三维模型，从而可以对空心涡轮叶片的铸型的三维模型进行灵活的修改，以使空心涡轮叶片的铸型的结构可控，进而不仅便于使空心涡轮叶片的铸型随着叶片的迭代而迭代，而且便于在空心涡轮叶片的铸型上优化设计出加强结构和散热结构等。基于铸型的三维模型，利用陶瓷增材制造技术制造铸型的生坯，陶瓷增材制造技术具有高性能、高精度、能成形复杂陶瓷零件的优点，从而不仅使空心涡轮叶片的铸型的三维模型可以完整的实现，而且可以简化空心涡轮叶片的铸型的制造过程，缩短制造周期、节约制造成本。

同时，通过设置铸型包括型芯和型壳，型芯和型壳连接为一体件，从而可以节省型芯和型壳装配的工序，有利于进一步简化空心涡轮叶片的铸型的制造过程，缩短制造周期。

此外，通过清理并检测铸型的生坯，将铸型的生坯放入加热设备中进行脱脂和烧结，从而可以获得结构强度可靠的铸型。然后，利用铸型直接铸造得到空心涡轮叶片；若空心涡轮叶片带气膜孔，可以直接在铸型的三维模型上增加铸造气膜孔的结构，以便于利用铸型直接铸造得到带气膜孔的空心涡轮叶片，从而无需另行加工气膜孔，有利于简化空心涡轮叶片的制造过程，缩短制造周期。

如上所述的空心涡轮叶片的一体化铸造方法，可选的，所述建立所述空心涡轮叶片的铸型的三维模型，包括：

建立所述空心涡轮叶片的三维模型；