[发明专利]用于单晶叶片高强度纤维模壳的制备方法

说明书

本发明属于精密铸造应用技术领域，具体公开了用于单晶叶片高强度纤维模壳的制备方法，包括以下步骤，步骤1、配制浆料。步骤2、制壳。步骤3、脱蜡，制壳完成后脱蜡，控制温度约为150℃，压力0.8MPa，在10分钟内完成脱蜡，保持良好通风，干燥12h。步骤4、焙烧，焙烧的炉膛温度1200℃，将模壳放置于炉膛内，保温1h后取出冷却至室温。步骤5、模壳包裹碳纤维布，将步骤1制得的浆料在模壳的外层涂刷，同时将碳纤维布置于浆桶内浸湿，取出后将碳纤维布与模壳缠绕贴合，挤出空气，最后进行干燥。本发明的有益效果在于：其所制备的单晶叶片模壳品质优，进而提高单晶叶片的质量，提高经济效益，降低生产成本和管控成本。

技术领域

本发明属于精密铸造应用技术领域，具体涉及用于单晶叶片高强度纤维模壳的制备方法。

背景技术

航空发动机和燃气轮机被誉为机械制造工业的皇冠，是军用飞机、大型客机、特种船舶、新型主战坦克、民用发电领域等的动力之源。高温合金单晶叶片由于其优异的高温性能被广泛的应用在航空发动机和燃气轮的第一级叶片，是航空发动机和燃气轮机中的核心部件。其性能决定着两机的工作效率。高温合金单晶叶片的无余量精密制造，是金属材料成型技术方面的尖端技术。该技术的成熟与发展直接关系到航空发动机和燃气轮机技术的发展。

目前，我国高性能高温合金单晶叶片主要采购国外公司的产品，如德国西门子，日本三菱，美国PCC，英国Rolls-Royce,美国通用，法国赛峰等公司，这样很大程度上提高了我国航空发动机和燃气轮机制造成本。以重型燃机的一级单晶叶片为例，如果采用国外厂商的产品，一片叶片的制造成本在40万元左右，市场售价达100万元，但如果采用国产叶片，制造成本只有10万元左右。同样，对于航空发动机叶片，每一片单晶叶片的市场价值相当于一辆宝马车，如果我国可以自主生产将会大大降低航空发动机的制造成本。

随着我国航母、新型战舰、民机、重型燃机轮机等的快速发展，高性能高温合金的需求日益增加，研发和生产高效率燃气轮机和大推重比、低燃油率航空发动机是大势所趋，高温合金单晶叶片制备技术成为首当其冲要解决的问题。目前我国单晶叶片制备技术积累不足，成品率无法得到保证，叶片的结构设计和制备工工艺落后，该方面技术急需迎头赶上。

基于上述问题，本发明提供用于单晶叶片高强度纤维模壳的制备方法。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供用于单晶叶片高强度纤维模壳的制备方法，其所制备的单晶叶片模壳品质优，进而提高单晶叶片的质量，提高经济效益，降低生产成本和管控成本。

技术方案：本发明提供的用于单晶叶片高强度纤维模壳的制备方法，包括以下步骤，步骤1、配制浆料，开混浆桶，加入硅溶胶，加1%的润湿剂，将混合的刚玉粉分为10等份，均匀撒入浆桶，每等份之间相隔2小时，在加下一等份之前，记录粘度，备用。步骤2、制壳，（1）挂浆：将蜡模浸入沾浆桶内数秒，取出，用压缩空气轻轻吹拂，以除去气泡并使浆料涂挂均匀，（2）淋砂：挂浆后即进行淋砂，反复转动蜡模，使砂均匀分布，下次挂浆前，吹尽浮砂，（3）重复以上操作，直到预定层数，（4）对于以上列出的干燥方案，分别进行试验，观察效果，（5）封浆：将蜡模浸入浆桶内，充分浸润，取出，干燥。步骤3、脱蜡，制壳完成后脱蜡，控制温度约为150℃，压力0.8MPa，在10分钟内完成脱蜡，保持良好通风，干燥12h。步骤4、焙烧，焙烧的炉膛温度1200℃，将模壳放置于炉膛内，保温1h后取出冷却至室温。步骤5、模壳包裹碳纤维布，将步骤1制得的浆料在模壳的外层涂刷，同时将碳纤维布置于浆桶内浸湿，取出后将碳纤维布与模壳缠绕贴合，挤出空气，最后进行干燥。

本技术方案的，所述步骤1中配制浆料的粉液比为2.9：1，320目刚玉粉/200目刚玉粉比为2：1。