[发明专利]一种通过开工艺窗口制备导叶内环的方法

说明书

技术领域

本发明涉及精密铸造技术领域，具体涉及一种通过开工艺窗口制备导叶内环的方法。

背景技术

某型发动机导叶内环为空腔复杂结构件，轮廓尺寸为ф620×85，主体壁厚为2mm，外环有15个通孔，内环有35个喷嘴小孔，为薄壁环形结构，其传统的制备方法为焊接成型方法。但焊接方法制备的导叶内环推重比很低，并且浪费原材料，加工周期也很长。

使用整体精铸的方法制备此种复杂结构导叶内环，不但可以缩短加工周期、节省原材料，还大幅度提高了导叶内环的推重比，提高了产品的性能。但由于该件是环状薄壁复杂空腔结构件，铸件薄壁面厚度为2mm，且内腔为空心结构，内环侧面上有35个内径为8 mm的空心柱子，外侧面上有15个空心凸台，涂料工艺难度大，容易产生表面鼓起、脱落、胀壳、干燥不透等缺陷，整体精铸件表面易产生疏松、裂纹、冷隔、浇不足等冶金缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种通过开工艺窗口制备导叶内环的方法，节省了生产成本的同时，大幅度提高了导叶内环的推重比。

实现本发明目的的技术方案是按如下步骤进行：

（1）蜡模制备

采用UG实体造型法，设计出导叶内环电脑模型，然后将导叶内环电脑模型按圆周方向平均分割成4块，分别用激光快速成型机烧制，并在每块蜡件的结合面上做出固定榫头，然后在夹具上利用固定榫头组合粘贴及蜡焊，最终对蜡件进行尺寸检测及局部修整，完成蜡模的制造；

（2）导叶内环整体母铸件浇注系统型壳的制备

把蜡膜组装成浇注系统后，把硅溶胶和电熔刚玉组成的混合涂料涂在蜡膜表面，经脱蜡后烧结便制成浇注系统型壳；

（3）浇注：首先用保温毡包裹浇注系统型壳部分，然后将包裹着保温毡的浇注系统加热到1100±10℃，保温1h后，在真空炉上浇注，浇注后保温5min，最后随炉冷却12h后出炉，制备出导叶内环整体母铸件；

（4）开工艺窗口焊接

在导叶内环整体母铸件环形薄壁处开出14个15mm×20mm的工艺窗口，将外环的15个通孔，内环的35个喷嘴小孔焊接在内环整体母铸件，然后再将15mm×20mm的堵块焊接在工艺窗口处，形成最终产品；

所述的导叶内环轮廓尺寸为轮廓尺寸为ф620×85，主体壁厚为2mm，外环有15个通孔，内环有35个内径为8mm的喷嘴小孔；

与现有技术相比，本发明的特点及其有益效果是：

本发明突破了发动机薄壁环形件用焊接方法成型的传统工艺方法，缩短了加工周期，节约了大量的金属原材料，提高了其性能，增加了推重比，是发动机结构设计中的一次重大改进。

附图说明

图1堵块及工艺窗口位置示意图，其中1 堵块 ，2导叶内环工艺窗口。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不仅限于下述的实施例：

本实施例制备的导叶内环轮廓尺寸为轮廓尺寸为ф620×85，主体壁厚为2mm，外环有15个通孔，内环有35个内径为8mm的喷嘴小孔；

具体的制备工艺步骤为：

（1）蜡模制备

采用UG实体造型法，设计出导叶内环电脑模型，然后将导叶内环电脑模型按圆周方向平均分割成4块，分别用激光快速成型机烧制，并在每块蜡件的结合面上做出固定榫头，然后在夹具上利用固定榫头组合粘贴及蜡焊，最终对蜡件进行尺寸检测及局部修整，完成蜡模的制造；

（2）导叶内环整体母铸件浇注系统型壳的制备

把蜡膜组装成浇注系统后，把硅溶胶和电熔刚玉组成的混合涂料涂在蜡膜表面，经脱蜡后烧结便制成浇注系统型壳；

（3）浇注：首先用保温毡包裹浇注系统型壳部分，然后将包裹着保温毡的浇注系统加热到1100±10℃，保温1h后，在真空炉上浇注，浇注后保温5min，最后随炉冷却12h后出炉，制备出导叶内环整体母铸件；

（4）开工艺窗口焊接

在导叶内环整体母铸件环形薄壁处开出14个15mm×20mm的工艺窗口，将外环的15个通孔，内环的35个喷嘴小孔焊接在内环整体母铸件，然后再将15mm×20mm的堵块焊接在工艺窗口处，形成最终产品。