[发明专利]一种用金属芯撑增加单晶叶片型芯强度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机及燃气轮机类使用空心单晶叶片型芯的制造技术领域，特别涉及了一种用金属芯撑增加单晶叶片型芯强度的方法。

背景技术

陶瓷型芯是形成其复杂内腔、并保证叶片壁厚要求的关键部分。由于陶瓷型芯在压制蜡模过程中需承受高压蜡液的冲山力，在浇注过程中需经高温焙烧预热和高温钢水的冲击，因此，陶瓷型芯必须具有足够高的室温强度和高温强度。

目前生产单晶叶片多采用的是硅皋陶瓷型芯，且由于单晶叶片的内腔较为复杂狭窄，陶瓷型芯的强度，尤其是高温强度很难满足单晶叶片的生产需求，在叶片浇注后铸件露芯率达到90％以上。

发明内容

本发明目的：叶片用金属芯撑增加单晶叶片型芯强度为了提高型芯抵抗高温状态下抵抗金属液冲击的能力，预防叶片偏、露芯缺陷的产生，特提供了一种用金属芯撑增加单晶叶片型芯强度的方法。

为辅助单晶叶片型芯定位，单晶叶片研制过程中采用蜡件表面扎金属芯撑的方法。同时，为了避免在定向凝固过程中，金属芯撑点部位铸件凝固受型壳阻碍，易产生剪切应力，在热处理过程中诱发新的晶粒产生，导致叶片再结晶，本方法通过规范金属芯撑点处蜡包的形状，使其与叶身光滑转接，同时控制蜡包的高度，避免产生过渡集中的应力，成功降低了再结晶废品率。

本发明提供了一种用金属芯撑增加单晶叶片型芯强度的方法，其特征在于：叶片在蜡模组合前，在壁厚检测点位置，扎上铂铑丝做金属芯撑，高度为3～10mm，施针方向为垂直于叶片型面的法线方向，用镊子夹取，在酒精灯上加热5～15秒，垂直于叶片型面扎入，再用金属签扎取少许白石蜡在酒精灯上加热1～5秒后，沿金属芯撑将蜡液滴入形成蜡包，待蜡包冷却后用金属签修整蜡包形状，做到与叶片型面光滑转接。

金属芯撑材料为直径是0.3～0.5mm铂铑丝。

本发明的优点：

通过在蜡模表面扎金属芯撑的方式，可以有效的提高陶瓷型芯抵抗高温状态下金属液冲击能力，大幅度降低铸件偏、露芯缺陷的产生。在单晶叶片生产过程巾，未扎金属芯撑时叶片露芯率几乎达到100％，扎金属芯撑后叶片露芯废品率控制在5％以内，生产实际情况表明，该方法有效可行。由于单晶叶片价格昂贵，低压涡轮转子叶片生产过程中，大大降低废品损失。并且随着铸造工艺的发展和提高航空发动机整体性能需求，用金属芯撑增加单晶叶片型芯强度的方法必将带来十分可观的经济效益。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为金属芯撑形状示意图；

图2为金属芯撑位置示意图；

图中标记1～7为芯撑点的位置。

具体实施方式

实施例1

以0．3mm铂铑丝为金属芯撑为原料。切取5mm长直径为0．3mm的铂铑丝，用镊子夹取，在酒精灯上加热5秒，垂直于叶片型面扎入，再用金属签扎取少许白石蜡在酒精灯上加热2秒后，沿金属芯撑将蜡液滴入形成蜡包，待蜡包冷却后用金属签修整蜡包形状，做到与叶片型面光滑转接。

实施例2

以0．5mm铂铑丝为金属芯撑为原料。切取5mm长直径为0．5mm的铂铑丝，用镊子夹取，在酒精灯上加热10秒，垂直于叶片型面扎入，再用金属答扎取少许白石蜡在酒精灯加热4秒后，沿金屈芯撑将蜡液滴入形成蜡包，待蜡包冷却后用金属签修整蜡包形状，做到与叶片型面光滑转接。

实施例3

以0．5mm铂铑丝为金属芯撑为原料。切取7mm长直径为0．5mm的铂铑担，用镊子夹取，在酒精灯上加热15秒，垂直于叶片型面扎入，再用金属签扎取少许白石蜡在酒精灯上加热3秒后，沿金属芯撑将蜡液滴入形成蜡包，待蜡包冷却后用金属签修整蜡包形状，做到与叶片型面光滑转接。

实施例4

以0．3mm铂铑丝为金属芯撑为原料。切取7mm长，直径为0．3mm的铂铑丝，用镊子夹取，在酒精灯上加热5秒，垂直于叶片型面扎入，再用金属签扎取少许自石蜡在酒精灯上加热3秒后，沿金屈芯撑将蜡液滴入形成蜡包，待蜡包冷却后用金属签修整蜡包形状，做到与叶片型面光滑转接。