[实用新型]一种用于制造航空发动机及燃气轮机叶片的陶瓷型芯

说明书

技术领域

本实用新型属于铸造技术领域，具体涉及一种用于制造航空发动机及燃气轮机叶片的陶瓷型芯。

背景技术

叶片是航空发动机的关键部件，在现代的航空发动机制造中，为了形成叶片的复杂空腔，保证叶片尺寸及形位精度，主要采用熔模铸造方法来制造空心叶片。制造过程中，型壳、型芯和合金本身是各自独立的，但在凝固过程中，型壳与型芯所组成的复杂型腔最终由合金液充填来形成金属叶片铸件，就工艺整体而言，它们又是一个连续体。金属液凝固过程中随着合金液温度降低，型壳、型芯和合金液按各自的线、体膨胀系数收缩变形；由于它们的线、体膨胀系数不一致，这种收缩变形被相互制约着，产生应力集中；当这种应力超过型芯所能承受的极限时，就被释放出来，表现为叶片铸件的铸造缺陷就是断芯、漏芯，或者导致叶片的壁厚不稳定（或称作为偏芯）。随着技术的进步，研究者们发明了型壳与型芯定位的方法，在型芯上设计自由端可有效避免断芯、漏芯问题。但研究者们在制作自由端时，通常依靠手工涂刷液态蜡或挥发性涂料的方式来完成，该类操作方式的弊端在于效率低下，及尺寸难以控制且不均匀，当陶瓷型芯在压蜡过程承受高压、高速蜡液的冲击以及浇注和定向凝固过程承受高温金属液的冲击和长时间的热应力时，经常会出现陶瓷型芯偏芯的问题，表现出铸件的冶金缺陷为叶片铸件壁厚不满足设计图纸要求而报废。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种用于制造航空发动机及燃气轮机叶片的陶瓷型芯，可显著降低陶瓷性芯的制造难度，有效控制陶瓷型芯的尺寸，减少型芯与型壳因线、体膨胀系数不一致引起的断芯、漏芯以及偏芯问题，提高陶瓷型芯的合格率。本实用新型的技术方案如下：

一种用于制造航空发动机及燃气轮机叶片的陶瓷型芯，内设空心内板，前后曲面均布有数量相同的两列凹槽，前曲面上还设有三列均匀分布的通孔，在靠近通孔的一端设有排气尾缝及排气尾缝定位端，其中排气尾缝数量为8~15个；上部设有中圆柱/圆台定位头和楔形结构定位头，下部设有小圆柱/圆台定位头和大圆柱/圆台定位头；所述空心内板位于同一曲面上两列凹槽的中间；所述排气尾缝定位端的上下两面及周边、小圆柱/圆台定位头、中圆柱/圆台定位头和大圆柱/圆台定位头上缠绕或粘贴双面胶带，缠绕或粘贴厚度为0.05~0.4mm。

所述通孔的数量为54~114个，直径为φ1~6mm，通孔两端沿周边倒圆角R0.2~R2。

所述排气尾缝定位端的上下两面及周边、小圆柱/圆台定位头、中圆柱/圆台定位头和大圆柱/圆台定位头的头及端面上缠绕或粘贴0.05~0.4mm厚的双面胶带，具体方式为：在排气尾缝定位端的上下两面及周边上粘贴0.25~0.3mm；在小圆柱/圆台定位头上粘贴0.25~0.3mm，端面上缠绕0.15~0.2mm，且缠绕双面胶带的端面底部距离陶瓷型芯端面的距离为4~6mm；中圆柱/圆台定位头上粘贴0.35~0.4mm，端面上缠绕0.15~0.2mm，且粘贴双面胶带的端面底部距离陶瓷型芯端面的距离为4~6mm；大圆柱/圆台定位头的上粘贴0.05~0.1mm，端面上缠绕0.05~0.1mm，且粘贴双面胶带的端面底部距离陶瓷型芯的端面的距离为4~6mm。

所述双面胶带单层厚度为0.05mm。

本实用新型的特点和有益效果为：

本实用新型的用于制造航空发动机及燃气轮机叶片的陶瓷型芯，可显著降低陶瓷性芯的制造难度，有效控制陶瓷型芯的尺寸，减少型芯与型壳因线、体膨胀系数不一致引起的断芯、漏芯以及偏芯问题，大大提高了陶瓷型芯的合格率。

附图说明

图1本实用新型的用于制造航空发动机及燃气轮机叶片的陶瓷型芯的结构示意图，其中1：下部小圆柱/圆台定位头；2：下部大圆柱/圆台定位头；3：上部中圆柱/圆台定位头；4：上部楔形结构定位头；5：凹槽；6：空心内板；7：通孔；8：排气尾缝；9：排气尾缝定位端；10：双面胶带。

图2是本实用新型的用于制造航空发动机及燃气轮机叶片的陶瓷型芯的主视图。

图3是图2中陶瓷型芯的D-D面剖视图，其中Ⅰ：排气尾缝定位端粘贴双面胶带的区域。

图4是图2中陶瓷型芯上部中圆柱/圆台定位头A-A面的剖视图，其中中圆柱/圆台定位头上的粘贴厚度为0.4mm，端面上的缠绕厚度为0.2mm。

图5是图2中陶瓷型芯下部小圆柱/圆台定位头B-B面的剖视图，其中小圆柱/圆台定位头上的粘贴厚度为0.3mm，端面上的缠绕厚度为0.2mm。