大尺寸空心叶片精密铸造工艺研究

摘要

本文针对燃气轮机一级涡轮工作叶片尺寸大、复杂矩阵式气冷结构、铸件壁厚相差悬殊、叶身和过渡段无余量等特点，采用实验研究方法，研究制定了大尺寸空心叶片的精密铸造工艺，解决了大尺寸空心叶片的变形控制及尺寸稳定性差的技术难题。对于提高大尺寸涡轮叶片的精密铸造技术及提高大尺寸空心叶片的生产稳定性，具有重要的理论意义及实际应用价值。
　　本文研究了大尺寸陶瓷型芯的制备与成形工艺。研究表明在型芯模具设计上，采取增加工艺筋的方法，可以有效地解决型芯在压制过程中出现裂纹和断芯等问题；陶瓷材料的组成比例为：石英粉、莫来石粉、多孔添加剂、增塑剂按照53：14：16：17的比例进行配比，陶瓷型芯压制工艺为：模具预热温度：35±2℃，浆料温度：98±4℃，压注压力：3.5～4.5MPa，保压时间：16~20s。陶瓷型芯烧结工艺为：210℃/8h+410℃/6h+610℃/1.5h+910℃/1.5h+1190℃/8h/炉冷至90℃以下。上述工艺可以消除大尺寸陶瓷型芯变形和裂纹等问题。熔模制备选择F28-44B作为填充蜡料，熔模压制工艺为，压型温度：78℃±2℃、压注压力：145～175psi、保压时间：165～185s。型壳制备及成形工艺的研究表明，上店土全硅溶胶法型壳制备工艺具有低膨胀率、化学稳定性好、抗高温蠕变性能强等特点，采用该型壳制备工艺制备的型壳浇注的叶片没有胀壳与裂纹现象，浇注的叶片铸件尺寸符合要求。浇注工艺的研究表明，浇注工艺为，型壳的预热温度：950～985℃，浇注温度：1465～1485℃，精炼温度：1545～1565℃，浇注速度：5～7m/s。这一浇注工艺有效地控制了大尺寸空心叶片铸造缺陷。
　　采用上述制备、成形及浇注工艺研究和试验，试制出了合格的某型燃机一级涡轮叶片。

目录

第1章 绪论

1.1课题研究的目的及意义

1.2高温合金叶片精密铸造国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

第2章 试验材料与研究方法

2.1试验材料

2.2试验设备

2.3型壳强度及变形测试方法

2.4 金相组织检测方法

第3章 大尺寸空心叶片陶瓷型芯和熔模工艺研究

3.1 大尺寸空心叶片型芯制备工艺

3.2 大尺寸熔模的制备工艺

3.3本章小结

第4章 大尺寸空心叶片陶瓷型壳和浇注工艺研究

4.1浇注系统的设计

4.2 型壳的制备

4.3 大尺寸叶片精密铸造浇注工艺

4.4陶瓷型芯脱芯工艺

4.5 大尺寸空心叶片的检测

4.6本章小结

结论

参考文献

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致谢

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