[发明专利]晶体取向可控的大尺寸单晶导向叶片的铸造模组

说明书

本发明涉及晶体取向可控的大尺寸单晶导向叶片的铸造模组，属于航空发动机涡轮叶片铸造技术领域。本晶体取向可控的大尺寸单晶导向叶片的铸造模组，包括引晶器、引晶片和浇道系统，浇道系统包括上圆盘、下圆盘、浇口杯、第一补缩冒口和第二补缩冒口，浇口杯的底端连接上圆盘，上圆盘的底端均连通第一补缩冒口的一端和第二补缩冒口的一端，第一补缩冒口的另一端通过小缘板连接叶片蜡模。有益效果：排气边引晶片增加引晶棒有效控制了由于蜡片太薄而造成的型壳破裂问题；采用斜向底部由下而上式浇注设计有效防止了冷隔、杂晶等缺陷的产生；斜向45°等体积式引晶组合有效提高了大尺寸叶片的单晶完整性，极大减少了后工序抛修量。

技术领域

本发明属于航空发动机涡轮叶片铸造技术领域，具体涉及晶体取向可控的大尺寸单晶导向叶片的铸造模组。

背景技术

涡轮叶片作为航空发动机中的核心部件，其性能的好坏直接决定着航空发动机的推重比。随着航空工业的迅猛发展，新机型的研制对航空发动机的推重比要求进一步提高，为此，目前对涡轮叶片的承温能力要求已经达到1550℃以上，传统的等轴晶和定向晶难以满足新要求。单晶叶片作为新一代航空技术发展的主要途径之一，其结构具有优良的抗蠕变性能和高温强度性能，能够极大提升航空发动机的工作环境温度与推重比，对推动航空发动机的发展具有重要作用。然而，由于单晶叶片制造难度大，设备要求高，目前只能制备出尺寸小，结构单一的单晶涡轮工作或导向叶片，对尺寸大，倒角多，结构复杂的导向叶片研究不足，难以保证叶片的单晶完整性与取向一致性，极大地限制了我国航空事业的进一步发展。

因此，提出一种晶体取向可控的大尺寸单晶导向叶片的铸造模组以解决现有技术中存在的不足。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供晶体取向可控的大尺寸单晶导向叶片的铸造模组，排气边引晶片增加引晶棒有效控制了由于蜡片太薄而造成的型壳破裂问题；采用大浇口杯设计能使整个模组的热容量上下均匀一致，提升了叶片单晶完整性；采用斜向底部由下而上式浇注设计有效防止了冷隔、杂晶等缺陷的产生；斜向45°等体积式引晶组合有效提高了大尺寸叶片的单晶完整性，极大减少了后工序抛修量；小缘板大压头设计可有效防止大尺寸叶片产生的裂纹及疏松问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：本晶体取向可控的大尺寸单晶导向叶片的铸造模组包括引晶器、引晶片和浇道系统，所述浇道系统包括上圆盘、下圆盘、浇口杯、第一补缩冒口和第二补缩冒口，所述浇口杯的底端连接所述上圆盘，所述上圆盘的底端均连通所述第一补缩冒口的一端和所述第二补缩冒口的一端，所述第一补缩冒口的另一端通过小缘板连接叶片蜡模，所述叶片蜡模倾斜设置，所述第二补缩冒口的另一端通过大缘板连接叶片蜡模，所述引晶器的上端连接所述大缘板，下端垂直连接所述下圆盘，所述引晶片由所述大缘板顶角位置引晶连接至所述小缘板顶角。

有益效果：排气边引晶片增加引晶棒有效控制了由于蜡片太薄而造成的型壳破裂问题；采用大浇口杯设计能使整个模组的热容量上下均匀一致，提升了叶片单晶完整性；采用斜向底部由下而上式浇注设计有效防止了冷隔、杂晶等缺陷的产生；斜向45°等体积式引晶组合有效提高了大尺寸叶片的单晶完整性，极大减少了后工序抛修量；小缘板大压头设计可有效防止大尺寸叶片产生的裂纹及疏松问题。

进一步，所述引晶片远离所述叶片蜡模一端连接有引晶棒。

采用上述进一步方案的有益效果是：防止由于蜡片太薄而造成的型壳破裂问题。

进一步，所述引晶棒的直径为4-6mm。

采用上述进一步方案的有益效果是：结构简单，使用方便。

进一步，所述上圆盘与所述下圆盘之间间隔且平行设置有多个模组强化棒。

采用上述进一步方案的有益效果是：增强模组的结构稳定性。

进一步，所述下圆盘上间隔设置有两个引晶器强化棒，两个所述引晶器强化棒之间设有所述籽晶引晶器。