[发明专利]用于涡轮叶片的陶瓷型芯收缩率测试模具及测试方法

说明书

本发明适用于涡轮叶片陶瓷型芯技术领域，提供了一种用于陶瓷型芯收缩率测试模具及测试方法，所述模具包括：型芯收缩率测试标样成型模具以及与所述型芯成型模具匹配的蜡模模具，所述型芯成型模具用于制造型芯收缩率测试标样，所述蜡模模具用于制备基于所述型芯的铸造收缩率测试样件。本发明收缩率测试模具制造的型芯结构的厚度在第一方向上各不相同，在第二方向上的长度各不相同，通过在型芯素坯成型、烧结、和铸造的过程中分别对型芯的各个测量部的厚度、长度以及宽度的变化进行测量，根据测量值可以计算得到型芯的成型收缩率、烧结收缩率、铸造收缩率，这些收缩率结果对涡轮叶片型芯的工艺开发具有非常重要的参考价值。

技术领域

本发明属于收缩率测试技术领域，尤其涉及一种用于涡轮叶片的陶瓷型芯收缩率测试模具及测试方法。

背景技术

涡轮叶片是航空发动机燃气涡轮的核心热部件，它的的承温能力决定了涡轮进口温度和发动机燃油效率。涡轮叶片通常采用空心结构以提高承温能力，陶瓷型芯是实现涡轮叶片空心结构的关键转接件，为了保证涡轮叶片内腔尺寸的合格率，尺寸满足设计要求的陶瓷型芯是必要条件之一。

成型收缩率、烧结收缩率和铸造收缩率是陶瓷型芯生产工艺至关重要的技术指标，现有的涡轮叶片陶瓷型芯收缩率测试方法是参照《HB 5353.2-2004 熔模铸造陶瓷型芯性能试验方法 第2部分：烧成收缩率的测定》的规定，使用形状非常简单的标准样件进行测量。但因为涡轮叶片的结构存在厚薄差异大、不同型号的涡轮叶片长度差异大、涡轮叶片本身特有的结构特征与HB5353.2规定的标准试样形状差别大等原因，导致标准试样测试的成型收缩率和烧结收缩率结果与涡轮叶片陶芯实际情况存在很大的差异，造成陶芯生产工艺的不适用。

发明内容

本发明提供一种用于涡轮叶片的陶瓷型芯收缩率测试模具及测试方法，旨在解决现有收缩率上述技术问题。

本发明是这样实现的，一种用于涡轮叶片的陶瓷型芯收缩率测试模具，包括：型芯成型模具以及与所述型芯成型模具匹配的蜡模模具，所述型芯成型模具用于制造型芯收缩率测试标样，所述蜡模模具用于基于所述型芯制造铸造收缩率测试样件；

其中，所述型芯成型模具包括基部型腔及与所述基部型腔连通的主体型腔，所述主体型腔上设置有多个测试型腔，所述多个测试型腔的厚度在第一方向上各不相同，所述多个测试型腔在第二方向上的长度各不相同，所述基部上设置有一用于在所述型芯上形成参考面的平面，所述第一方向与所述平面平行，所述第二方向与所述平面垂直；

所述多个测试型腔在所述第一方向上的不同厚度是根据所述涡轮叶片用的陶瓷型芯结构在所述第一方向上的厚度变化特征进行的简化分布，所述多个测试型腔在所述第二方向上的不同长度变化是根据所述涡轮叶片用的陶瓷型芯结构在所述第二方向上的长度变化特征进行的简化分布；

所述蜡模模具的形状与所述型芯成型模具的形状相对应以基于所述型芯收缩率测试标样铸造铸造收缩率测试样件用于测试型芯铸造收缩率。

优选的，所述多个测试型腔在第一方向上呈厚度逐步递减的阶梯结构设置。

优选的，所述多个测试型腔包括：第一测试型腔、第二测试型腔、第三测试型腔以及第四测试型腔。

优选的，所述第一测试型腔的厚度为8mm，所述第二测试型腔的厚度为5mm，所述第三测试型腔的厚度为3mm，所述第四测试型腔的厚度为0.5mm。

优选的，所述第二测试型腔与所述第三测试型腔之间设置有一用于在型芯上形成收缩槽的间隔部。

本发明同时提供一种基于上述测试模具的陶瓷型芯收缩率测试方法，包括步骤：

S1、通过所述型芯成型模具制造型芯素坯作为型芯收缩率测试样品，其中，所述型芯素坯具有与所述涡轮叶片用陶瓷型芯结构对应的多个测量部；