[发明专利]使用定向冷却的失蜡铸造法制造部件的方法

权利要求书

1.一种使用失蜡铸造法制造金属部件的方法，所述金属部件由镍合金制成、具有柱状结构或单晶结构并具有至少一个细长形空腔，所述方法包括以下步骤：

生产所述部件的蜡模型(20)，所述蜡模型(20)具有与所述空腔相对应的陶瓷芯体(10)，所述陶瓷芯体(10)包括位于纵向端处的第一保持跨部(14)和位于相反端处的第二保持跨部(16)；

围绕所述蜡模型(20)生产壳模(30)，所述壳模(30)包括基部并且所述陶瓷芯体的第一保持跨部(14)与所述壳模(30)的基部位于同一侧上；

通过对所述壳模(30)进行脱蜡将蜡去除；

将所述壳模(30)以所述基部放置在炉(100)的炉床(105)上的方式放置在所述炉(100)中；

将熔融合金倒入所述壳模(30)中；

通过从所述炉床(105)开始沿传播方向逐渐冷却来执行倒入的熔融合金的定向凝固，所述第二保持跨部(16)的不平行于冷却的传播方向的表面(16B)在一开始由蜡(18)的沉积物覆盖；

其中，所述陶瓷芯体(10)通过所述陶瓷芯体的第一保持跨部(14)与所述壳模(30)的内壁之间的锚定构件(40)固定至所述壳模(30)，所述陶瓷芯体(10)的第二保持跨部(16)通过在所述壳模(30)的内壁上滑动的保持构件和蜡(18)保持在所述壳模(30)中，所述保持构件包括清漆层(17)，所述清漆层(17)在生产所述壳模(30)之前施加到所述第二保持跨部(16)的平行于冷却的传播方向并且不被蜡覆盖的表面(16A)，所述第二保持跨部(16)的平行于冷却的传播方向并且不被蜡覆盖的表面(16A)在一开始完全被所述清漆层(17)覆盖，在所述壳模(30)形成之后，所述清漆层(17)与所述壳模的内壁直接接触，所述清漆层(17)具有百分之3至百分之5毫米之间的厚度，所述第二保持跨部(16)的平行于冷却的传播方向的表面(16A)在所述方法期间不曾被蜡覆盖，从而平行于冷却的传播方向的表面(16A)仅被清漆层(17)覆盖，所述清漆层(17)在对所述壳模(30)进行脱蜡的操作期间去除，所述蜡(18)覆盖所述第二保持跨部(16)的不平行于冷却的传播方向的表面(16B)，使得在所述陶瓷芯体(10)的第二保持跨部(16)与所述壳模(30)的内壁之间形成自由空间，以便在所述陶瓷芯体(10)膨胀时防止所述陶瓷芯体(10)的第二保持跨部(16)与所述壳模(30)的内壁接触，

其中，由所述壳模的脱蜡期间被去除的清漆层留下的自由空间在定向凝固期间被保持，从而所述第二保持跨部(16)在定向凝固期间沿着所述壳模的内壁被引导，并且其中，由所述壳模的脱蜡期间被去除的蜡留下的自由空间在定向凝固期间被保持，从而所述第二保持跨部(16)的不平行于冷却的传播方向的表面(16B)在倒入融熔合金期间不与所述壳模(30)的内壁接触，并且防止所述陶瓷芯体(10)在定向凝固期间受到应力。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述锚定构件(40)包括穿过所述第一保持跨部(14)并嵌入到所述壳模的内壁中的杆。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述杆由陶瓷制成。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述部件的模型在壳模(30)内一起聚集为一簇以用于制造多个部件。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述壳模(30)与所述炉(100)的炉床(105)之间设置有晶体结构的成核元件以用于制造至少一个具有柱状结构的金属部件。

6.根据权利要求5所述的方法，包括所述成核元件与所述壳模(30)之间的晶粒选择器以用于制造至少一个具有单晶结构的部件。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述部件为涡轮机叶片，所述第一保持跨部位于所述叶片的叶身的顶部的延伸部中，所述第二保持跨部位于所述叶片的根部的延伸部中。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述炉床能够在使合金熔融的热区域与使合金凝固并且所述炉床自身被冷却的冷区域之间竖直移动。