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=> 精密铸造硅溶胶壳型工艺的研究 |
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发布日期：[2005-10-19]
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硅溶胶壳型工艺的研究 硅溶胶壳型工艺的研究
对用于制造定向凝固空心无余量叶片的高温壳型 ,即 81 1 A氧化铝壳型 ,在生产中出现的问题进行了分析 ,提出了涂料配制、壳型干燥等方面的改进措施。
关键词 :熔模铸造 硅溶胶 壳型
1前 言 81 1 A氧化铝壳型是一种供生产定向凝固空心无余量叶片的高温壳型。它从 1 985年以来被应用于某航空发动机高压 级涡轮叶片的试制和小批量生产上 ,该种壳型壁薄、耐高温 ,使用温度可达 1 60 0℃。但是这种壳型在叶片试制中也暴露出一些问题 ,如壳型漏钢、叶片表面掉皮夹砂等缺陷 ,严重影响了叶片的合格率 ,造成很大的经济损失。仅壳型漏钢这一项 ,就使叶片报废率达 1 5%左右 ,掉皮夹砂严重时 ,叶片报废率高达 3 0 %。虽然近几年在壳型工艺和浇注工艺上做了一些改进 ,但对消除缺陷没有取得根本性的突破 ,因而本文对该叶片生产中出现的问题进行了分析 ,提出了改进措施。具体工作包括 :(1 )从壳型方面分析缺陷如漏钢、掉皮夹砂等的产生原因。(2 )提出相应的改进措施。2壳型制备过程中所用的原材料 1 .壳型制备过程中所用的原材料壳型制备的工艺路线如下 :图 1制壳工艺路线成壳 焙烧940℃× 2 h脱蜡(水煮 )氨气干燥打磨加固涂挂、撒砂 (7层砂子 ,6层半涂料 )涂料配制 (比重、粘度、涂挂性、渗透性测定 )表 1 硅溶胶的主要组成及性能Si O2%Na2 O%比重g/ cm3 p H值 粘度厘泊粒nm 外观存放性英国硅溶胶 2 8. 870 . 2 91 . 2 0 2 9. 83 . 70 1 3～ 1 4清亮非常稳定国产硅溶胶 3 0≤ 0 . 3 1 . 2 9≤ 81 0～ 2 0乳白稳定 2 .原材料壳型粘结剂 :81 1 A壳型于 1 990年首次使用英国孟山都铸造硅溶胶。该硅溶胶与国产硅溶胶的组成及性能比较见表 1。从表中可以看出 ,二者性能相近。 粉料 :涂料所用的粉料是粒度为 W2 0的白刚玉粉。另外 ,各层砂子采用不同粒度的白刚玉砂。3缺陷分析与工艺改进 1 .壳型漏钢壳型漏钢 (简称漏钢 )是壳型在浇注过程中金属液沿壳型产生的裂缝渗出 ,漏钢严重时会使叶片成为废品。壳型漏钢的位置经常出现在两个地方 ,一个是叶尖起始端的棱角处 ,另一个位置是在内浇道处。壳型漏钢是由壳型开裂造成的。首先 ,由于采用定向凝固工艺 ,壳型要在不到半小时内从室温加热到 1 50 0℃以上 ,并且壳型中的高温金属液要经过 3 0分钟才完全凝固 ,这种使用场合决定了壳型在预热及浇注过程中将受到严重的热冲击和金属液静压力的作用。其次 ,从壳型漏钢位置来看 ,蜡模具有棱角及过渡不圆滑的部位 ,在加热和浇注过程中壳型易在该处产生较大的应力集中。第三 ,从蜡模涂挂来看 ,两处易漏钢所示部位砂子和涂料不易均匀附着 ,壳型制备好后 ,这些部位壳型厚度较小 ,强度较低。由于上述三种因素的综合作用 ,在浇注过程中 ,壳型薄弱处抵抗不住热冲击和金属液静压力 ,从而 导致壳型开裂漏钢。基于上述原因 ,必须对这两处的模组结构进行改进 ,即在制作蜡模时将棱角部位尽可能圆滑过渡 ,将内浇道与直浇道连接处改为光滑的圆弧过渡。改进后的蜡模结构如图 2所示。改 |
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