[发明专利]一种利用真空快速熔炼制备涡轮叶片的装置

权利要求书

1.一种利用真空快速熔炼制备涡轮叶片的装置，其特征在于：所述装置包 括特制模壳、炉体、超音频感应线圈、柔性耐火材料底座；

所述炉体由上下两部分组成，上部分为固定的圆柱形炉体，其内壁安装超音 频感应线圈，圆柱形炉体下端两侧设有真空阀门与真空泵连接，下部分为炉门， 炉门安装在导杆上，位于炉体底部，能够通过导杆上下移动；柔性耐火材料底座 固定在炉门上方，特制模壳放置在柔性耐火材料底座上，导杆带动炉门上升，与 圆柱形炉体下部连接闭合；

所述特制模壳由一体式坩埚浇口杯和零件模组上下连接组成，一体式坩埚浇 口杯呈筒状，其内腔为漏斗形，直径上大下小，一体式坩埚浇口杯和零件模组之 间有台阶过度，一体式坩埚浇口杯的应用，简化了浇注系统结构，减小了炉体体 积，因此降低了抽真空时间，提高生产效率，并使加热后的特制模壳进入真空室 后，能够快速进入真空状态，降低模壳热量损失。

2.如权利要求1所述的一种利用真空快速熔炼制备涡轮叶片的装置，其特 征在于所述特制模壳的制备方法为：一体式坩埚浇口杯与模头的模具配合打蜡， 其中一体式坩埚浇口杯的底部镶嵌在模具型腔内，打蜡结束后，模头的蜡模与一 体式坩埚浇口杯底部连为一体，而后在模头上组装涡轮叶片蜡模，随后重复进行 浆料涂挂、淋砂工序直至模壳达到相应厚度；在浆料涂挂过程中，务必使浆料与 一体式坩埚浇口杯接触，再经淋砂工序，使零件模组与一体式坩埚浇口杯连接成 整体。

3.如权利要求1或2所述的一种利用真空快速熔炼制备涡轮叶片的装置， 其特征在于：所述一体式坩埚浇口杯由常规Al₂O₃陶瓷经注射成型、烧结制成。

4.如权利要求1所述的一种利用真空快速熔炼制备涡轮叶片的装置，其特 征在于：所述柔性耐火材料底采用石棉制成，上部有一定变形能力，可固定特制 模壳。

5.如权利要求1所述的一种利用真空快速熔炼制备涡轮叶片的装置，其特 征在于：所述炉门与圆柱形炉体下部连接闭合处设有密封圈。

6.如权利要求1所述的一种利用真空快速熔炼制备涡轮叶片的装置，其特 征在于：所述超音频感应线圈，是指频率超过20KHZ的感应线圈；超音频感应 熔炼的应用，大大减少了金属熔化时间，配合较少的抽真空时间，可将生产的单 位周期，即模壳加热——添加高温合金——抽真空——熔化充型——凝固——放 气——取出的时间减少到10分钟。

7.利用如权利要求1所述装置制备涡轮叶片的方法，其特征在于：所述特 制模壳经加热后，加入定量计算的高温合金块，高温合金块卡在一体式坩埚浇口 杯内壁，再将特制模壳置于炉体炉门上的柔性耐火材料底座上，高温合金在炉体 内处于超音频感应线圈的磁场内；抽真空后，在超音频感应加热下，高温合金迅 速升温，几乎瞬间熔化，然后沿一体式坩埚浇口杯内腔迅速下落，进入零件模组， 利用液态金属整体下落时的冲击，可大大提高充型力，降低浇不足发生的概率， 提高成品率。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述特制模壳采用隧道式焙烧 炉加热。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述定量高温合金的计算方法， 采用体积相等原则，即零件模组的体积与定量高温合金的体积相等。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述一体式坩埚浇口杯内定量 高温合金块处于超音频感应线圈的磁场内，即通过零件模组高度与一体式坩埚浇 口杯高度的配合，使一体式坩埚浇口杯整体处于超音频感应线圈的感应磁场范围 内，从而确保定量高温合金金属块处于超音频感应线圈的磁场内。