[发明专利]用于控制叶轮类精铸件叶片变形的方法

说明书

本发明公开的用于控制叶轮类精铸件叶片变形的方法，具体按照以下步骤实施：根据叶轮铸件大小及模壳参数，设计用于叶轮浇注的预热桶；按照传统的精密铸造工艺进行压蜡、组树和制壳，得到叶轮带蜡模的模壳；脱蜡后进行预焙烧；将焙烧好的模壳埋入设计的预热桶内，并用干燥的石英砂填实；将装有模壳的预热桶，放入预热炉中预热；从预热炉中取出装有模壳的预热桶，向预热桶中浇入熔化好的金属液；将浇注好的叶轮铸件和预热桶一起冷却至222℃以下，取出模壳，进行后续冷却及铸件的清理和精整工作。本发明的用于控制叶轮类精铸件叶片变形的方法，所需工装投入少，在不改变目前的传统精密铸造方式的基础上，大大提高叶轮类铸件的叶片变形控制能力。

技术领域

本发明属于精密铸造技术领域，具体涉及一种用于控制叶轮类精铸件叶片变形的方法。

背景技术

叶轮类铸件多用于增压器涡轮、喷水推进转子，燃气轮机涡轮盘等用于推进和增压的关键通流部件和受力部件，叶轮类铸件其结构为中心为厚大的轮毂，周围为围绕轮毂分布的薄壁叶片，该类零件叶片呈开放式均匀分布，由于受推进效率或增压效率的影响，对叶片的尺寸精度要求高，故叶轮类铸件一般采用精密铸造成形，以保证叶片的尺寸精度，但由于其凝固速度变化太大，轮毂的收缩一般会引起叶片的变形，其收缩量很难控制，在熔模精铸过程中经常会因为叶片变形而导致报废。

传统的方法一般采用反变形设计来保证叶轮叶片的尺寸精度，但在精密铸造过程中叶片处结壳厚度一般仅为6-8mm，致使叶片处于悬空状态，由于从叶根到叶稍厚度变化大，且型面扭曲，一般经过多次反变形补偿，也很难达到所需的尺寸精度；另外一种方式是采用给叶片稍部增加拉筋的方式，来固定叶片变形，以保证叶片的尺寸精度，但该方法一般由于叶稍薄，很难实施，即使实施了，也会在叶稍的宽度方向造成变形不一致，且由于布置了拉筋，导致制壳难度大大增加，精铸模壳在制作过程中易开裂。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于控制叶轮类精铸件叶片变形的方法，解决了现有技术中存在的叶轮类铸件在精密铸造生产过程中因叶片变形导致的尺寸精度差的问题。

本发明所采用的技术方案是，用于控制叶轮类精铸件叶片变形的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、根据叶轮铸件大小及模壳参数，设计用于叶轮浇注的预热桶；

步骤2、按照传统的精密铸造工艺进行压蜡、组树和制壳，得到叶轮带蜡模的模壳；

步骤3、将步骤2得到的叶轮带蜡模的模壳进行脱蜡，然后对其进行预焙烧；

步骤4、将步骤3焙烧好的模壳埋入设计的预热桶内，并用干燥的石英砂填实；

步骤5、将步骤4中装有模壳的预热桶，放入预热炉中预热；

步骤6、从预热炉中取出装有模壳的预热桶，向预热桶中浇入熔化好的金属液；

步骤7、将浇注好的叶轮铸件，跟随预热桶一起冷却至222℃以下，从预热桶中取出模壳，进行后续冷却及铸件的清理和精整工作。

本发明的特点还在于：

步骤1中，预热桶为直径大于叶轮模壳直径82mm-122mm的桶型工装，预热桶高度高于模壳高度72mm-122mm，桶装工装两侧设置有吊耳。

桶型工装采用耐热不锈钢焊接成形。

步骤3中，预焙烧温度为922℃-1122℃；预焙烧时间为1.5h-3h。

步骤4具体为：先往预热桶内底部填入石英砂，再将步骤3焙烧好的模壳放入预热桶内，向模壳侧部与预热桶内侧壁之间的间隙继续填入石英砂，直至石英砂水平高度距离模壳顶部12mm-22mm为止，振实。

模壳底部和模壳侧部与预热桶之间的石英砂层厚度均为32mm-52mm。

步骤4中，石英砂粒径为42目-122目。