[发明专利]一种制备单晶螺旋选晶器蜡模的方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于熔模精密铸造领域，具体是在单晶铸件熔模精密铸造过程中蜡模制造阶段的一种快速制备螺旋选晶器蜡模的方法。

背景技术

高温合金因具有优异的高温力学性能，成为先进航空发动机和重型燃气轮机涡轮叶片设计的优先选择材料，而这些叶片铸件毛坯普遍采用熔模精密铸造的方法制备。对于单晶叶片铸件，工业生产上大多采用“选晶法”制备。在此过程中，选晶过程和选晶效率对最终单晶叶片的晶粒取向和合格率有着非常重要的影响，而这又与选晶器在空间方向上的几何尺寸密切相关。因此，选晶器的制备极其重要。

国内外已经对单晶选晶器做了很多研究，其中螺旋选晶器结合了缩颈选晶器和转折选晶器的结构和原理，现已在工业生产中大规模应用。熔模精密铸造过程中，选晶器需要在蜡模阶段制备完成，并组装到蜡模组树上。对于选晶器蜡模，传统办法通常是使用橡胶模具或金属模具在压蜡机上压制出来，需要压蜡机等大型设备，制备螺旋选晶器的模具也很复杂，特别是金属模具价格很高，且整个制备过程繁琐、工作效率不高。

因此，对于大规模生产单晶铸件的工厂，有必要提高选晶器蜡模的制备效率，同时达到降低压蜡机设备投入和模具费用，减少占地面积的目的。最终节约经济及时间成本。

发明内容

本发明的目的在于：提出了一种快速制备单晶螺旋选晶器蜡模的方法，不使用压蜡机和模具，仅利用简单的金属螺杆工装、就能直接绕制出螺旋状选晶器蜡模，达到节约经济和时间成本的目的。

本发明所采用的技术方案是：

一种制备单晶螺旋选晶器蜡模的方法，所述单晶螺旋选晶器蜡模包括由下至上、依次连接的引晶段蜡模、螺旋选晶段蜡模和过渡段蜡模，所述制备单晶螺旋选晶器蜡模的方法，包括以下具体步骤：

（1）制作引晶段蜡模和过渡段蜡模，且引晶段蜡模的顶部为圆锥状、过渡段蜡模是一个上大下小的圆锥状蜡块；

（2）选用适当直径的PVC单股圆形塑料焊条缠绕在与所需螺旋选晶段尺寸对应的螺杆上，稍等定型后取下，得到螺旋状的塑料焊条；再将该螺旋状的塑料焊条浸入68℃的58#精炼石蜡液中4～7秒钟后取出，得到螺旋选晶段蜡模；

（3）使用加热至130℃的粘结蜡，将步骤（2）制得的螺旋选晶段蜡模的两端分别与过渡段蜡模的底部和引晶段蜡模的顶部连接起来。

所述螺旋选晶段蜡模与螺杆的尺寸对应关系如下：螺旋选晶段蜡模的螺旋内径等于螺杆的内径，螺旋选晶段蜡模的螺升角等于螺杆的螺旋升角，螺旋选晶段蜡模的螺距等于螺杆的螺距，螺旋选晶段蜡模的通径小于螺杆的螺距。

所述步骤（2）中，从58#精炼石蜡液中取出螺旋状的塑料焊条时，应顺着螺旋切向方向旋转取出，保证螺旋状的塑料焊条表面蜡膜厚0.8～1.2mm。

本发明所产生的有益效果是：

通过本发明提供的方法，可以快速制备符合要求的螺旋选晶器蜡模，与传统使用压蜡机和蜡模模具的方法相比，本方法具有不需压蜡机设备、不需加工蜡模模具、费用低、操作简单、耗时少、效率高、合格率高等特点。

本发明的优点主要在于：

1、不需要昂贵的模具，也不需要压蜡机等大型设备，选用圆柱状蜡条制作、成本低廉。同时，所使用的螺杆结构简单、加工方便、在使用过程中基本没有磨损、且可以多次反复使用；

2、整个制备过程操作简单，易于掌握；

3、耗时少、效率高，合格率高；

4、与传统压制蜡模方法相比，本发明具有占地小、资金投入小、节约时间和经济成本等优点。

5、通过实际验证，通过本方法制作的单晶螺旋选晶器蜡模表面光滑、无毛刺，几何尺寸能够得到保证，在实际浇铸过程表现良好，适用于实际生产和使用。

6、所使用的塑料焊条和蜡一样易于燃烧，在后续焙烧过程中很容易烧掉，不会影响下道工序。

附图说明

图1包含有螺旋选晶器的已组装好的蜡模组树结构示意图；

图2是图1的A局部示意图；

图3是对图2进行参数标注后的示意图；

图4是螺杆的结构示意图。

图中标号表示：1-浇口杯蜡模、2-浇道蜡模、3-蜡模试样、4-过渡段蜡模、5-螺旋选晶段蜡模、6-引晶段蜡模、7-底板蜡模。

具体实施方式