[发明专利]轻型燃气轮机用细晶整铸涡轮的近净形铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡轮铸造方法。具体说，是用来铸造轻型燃气轮机用涡轮的方法。

背景技术

目前，用来铸造轻型燃气轮机用涡轮的方法主要有制作蜡模、蜡模组焊、制作模壳、进行脱蜡、进行焙烧、进行浇铸、进行冷却、脱去模壳、切去浇冒口等步骤。其中，在浇铸过程中，模壳固定在浇铸台上。由于浇铸时模壳固定不动，而涡轮的结构特点是叶片断面较薄、轮心断面较厚，这样，浇铸后的轮心晶粒较粗，而叶片晶粒较细，难以满足涡轮的耐高温性，特别是低周疲劳性能下降，影响了涡轮的使用寿命。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种轻型燃气轮机用细晶整铸涡轮的近净形铸造方法。采用这种方法铸造的涡轮，可满足涡轮的耐高温性能要求，提高低周疲劳性能，延长涡轮的使用寿命。

为解决上述问题，采取以下技术方案：

本发明的轻型燃气轮机用细晶整铸涡轮的近净形铸造方法特点是依次包括以下步骤：

先制作蜡模

利用模具在43~48度的温度、0.03~0.05Mpa的压力下压制出蜡制叶轮；

再进行蜡模组焊

将浇冒口与蜡制叶轮焊接在一起，得到模组；

之后，制作模壳

在模组表面涂挂耐火材料，在表面形成模壳；

之后，进行脱蜡

用温度为95~105度的蒸汽对模壳进行加温，使模壳内的蜡料完全熔化、脱出，得到模壳；

之后，进行焙烧

将模壳放入温度为940~960度的焙烧炉中，保持1.8~2.2小时；

之后，进行浇铸

在真空加热炉内设置80~120转/分钟的旋转式振动台内，将焙烧过的模壳固定在转速为95~105转/分钟的转速可调的旋转式振动台上，将温度为1570~1590的金属熔液注入模壳内；之后，使旋转式振动台正反向交替旋转3~5秒钟；

之后，对浇铸有金属熔液的模壳进行随炉冷却，至浇冒口表面结皮时取出；

之后，除去模壳并清除铸件表面的砂粒；

之后，切去浇冒口，得到轻型燃气轮机用整铸涡轮。

所述耐火材料是用325目的锆英粉与硅溶胶一起混合成浆料，并将模组放入所述浆料中使其涂满浆料取出后，再洒上锆英砂而形成。

采取上述方案，具有以下优点：

由上述方案可以看出，由于模壳固定在转速为80~120转/分钟的旋转式振动台上，在将温度为1570~1590的金属熔液注入模壳后，使旋转式振动台正反向交替旋转3~5秒钟。这样，在振动工况下进行浇铸，会使树枝晶粒因转动而断裂，使核心增多、晶粒细化，使得浇铸出的涡轮铸件的叶片和轮心的晶粒差别较小且较细，其高温性能和低周疲劳性能提高，使用寿命延长。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例一

先制作蜡模。利用模具在43度的温度、0.04Mpa的压力下压制出蜡制叶轮。

再进行蜡模组焊。将浇冒口与蜡制叶轮焊接在一起，得到模组。

之后，制作模壳。在组合好的模组表面涂挂耐火材料，在模组表面形成模壳。所述耐火材料，是用325目的锆英粉与硅溶胶一起混合成浆料，并将模组放入所述浆料中使其涂满浆料取出后，再洒上锆英砂而形成。

之后，进行脱蜡。用温度为100摄氏度的蒸汽对模壳进行加温，使模壳内的模组熔化、脱出，得到模壳。

之后，进行焙烧。将模壳放入温度为960度的焙烧炉中，保持1.8小时。

之后，进行浇铸。在真空加热炉内设置120转/分钟的旋转式振动台内，将焙烧过的模壳固定在转速为120转/分钟的旋转式振动台上，将温度为1570的金属熔液注入模壳内。之后，使旋转式振动台正反向交替旋转4秒钟。

之后，对浇铸有金属熔液的模壳进行随炉冷却，至浇冒口表面结皮时取出。

之后，除去模壳并清除铸件表面的砂粒。

之后，切去浇冒口，得到轻型燃气轮机用细晶整铸涡轮。

实施例二

先制作蜡模。利用模具在45度的温度、0.03Mpa的压力下压制出蜡制叶轮。

再进行蜡模组焊。将浇冒口与蜡制叶轮焊接在一起，得到模组。

之后，制作模壳。在组合好的模组表面涂挂耐火材料，在模组表面形成模壳。所述耐火材料，是用325目的锆英粉与硅溶胶一起混合成浆料，并将模组放入所述浆料中使其涂满浆料取出后，再洒上锆英砂而形成。

之后，进行脱蜡。用温度为105摄氏度的蒸汽对模壳进行加温，使模壳内的模组熔化、脱出，得到模壳。