[发明专利]一种定向凝固叶片蜡模组合用镶嵌式底盘及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于熔模铸造领域，特别涉及一种定向凝固叶片蜡模组合用金属与非金属镶嵌式底盘及其制备方法。

背景技术

为适应航空飞行器的发展需求，需不断提高航空发动机的推重比。目前的解决方式是提高航空发动机涡轮前燃气温度与改善叶片的冷却结构。叶片的制造从最初的等轴多晶叶片发展到具有复杂气冷通道的定向凝固柱晶叶片和单晶叶片。众所周知，我国现阶段的定向凝固叶片普遍采用HRS法进行制备，其过程简单叙述如下：将定向凝固叶片型壳放置在圆柱形水冷结晶器上，通过上移圆柱形水冷结晶器将型壳放入加热器内并加热到一定温度后进行浇注，静止一段时间后，通过下移圆柱形水冷结晶器，将型壳从加热器及挡板中移出至铸型室，取出铸型，脱壳后即可得到定向凝固叶片。通常在定向凝固叶片蜡模组合工序中进行蜡模组合时，采用的是由F102松香粉模料制备的实心底盘。该底盘存在很多缺点，如①该底盘都批量生产，存放时间长，易变形；②该底盘为F102松香粉模料制备的实心底盘，脱蜡时易出现涨壳现象。而定向凝固叶片陶瓷型壳底部平面正好由蜡模组合时使用的底盘的顶部平面形成，如果底盘顶部平面不平，则制备后的型壳的底部平面也会不平，此时底部不平的型壳放置在定向结晶炉的水冷结晶器上，就会产生间隙，浇注时，型壳容易漏钢。为了避免该情况的发生，生产现场在型壳装炉浇注前均要在研磨台上将型壳底部磨平，以达到将型壳安装在水冷结晶器上时型壳底部平面与水冷结晶器上表面间无间隙或小间隙。然而，该操作方法会对生产现场带来大量的粉尘，从而造成现场环境污染，倘若型壳底部研磨不到位时，小则损坏型壳大则浇注时经常出现漏钢，此外，定向凝固叶片的制造费用昂贵，任何一个小的细节出现问题，都会带来较大的经济损失，因此需要对现有定向凝固叶片蜡模组合的底盘进行创造性的技术改进。

发明内容

本发明的目的是针对现有定向凝固叶片蜡模组合用底盘制备技术存在的不足，提供了一种定向凝固叶片蜡模组合用镶嵌式底盘及其制备方法。该底盘为金属与非金属镶嵌结构，并且制备方法简单易操作，使得定向凝固叶片蜡模组合用的底盘变形小、脱蜡快、环保、精益。此外由该底盘制备的型壳，在型壳装炉浇注前无须磨平型壳底部，能大幅提高操作效率且环保，同时型壳不涨壳、不易漏钢，能提高铸件浇注合格率。

一种定向凝固叶片蜡模组合用镶嵌式底盘，为一个直径高8mm～15mm的圆柱体，该圆柱体由直径相同的非金属圆盘和金属圆盘组成；

其中，所述的非金属圆盘是一个直径高0.5mm～3mm的圆柱体；非金属圆盘上表面为平面，下表面靠近边缘15mm～25mm处、沿圆盘半径方向均布6～36个直径为高为4mm～6mm的圆柱型凸起，在非金属圆盘中心设有直径为的通孔；最优的是在圆柱型凸起与非金属圆盘下表面接合处倒圆角R0.5～R1；

所述的金属圆盘是直径与上述非金属圆盘直径相同、高6.5mm～12mm的圆柱体；金属圆盘上表面为平面，下表面设有6～36个花瓣状凹槽，凹槽外侧为外径与金属圆盘直径相同的圆环，圆环宽度10mm～14mm，相邻凹槽间为加强筋，加强筋宽度5mm～7mm、高度6mm～7mm，最优的方式是在加强筋与圆环的相交处以及相邻加强筋的相交处倒圆角R1～R5；金属圆盘中心设有贯穿圆盘的M6～M10螺纹，金属圆盘上还设有数个通孔，通孔的直径、个数和位置与上述非金属圆盘的圆柱型凸起的直径、个数和位置相对应，最优的是所述通孔在金属圆盘上表面有倒圆角，且倒圆角角度与上述圆柱型凸起与非金属圆盘下表面接合处倒圆角角度相同；

所述非金属圆盘通过下表面的圆柱型凸起从所述金属圆盘的上表面嵌入通孔中，使二者相结合；

其中，所述的非金属圆盘的材料为F28-44B、F102松香粉模料、66^#、62^#、58^#、60^#、52^#等填充蜡；