本發(fā)明涉及渦輪葉片生產(chǎn)制造領(lǐng)域,具體涉及一種帶氣膜孔渦輪葉片的制造方法。
背景技術(shù):
渦輪葉片作為動力設(shè)備的核心部件,廣泛應(yīng)用于航空、家電以及各種工業(yè)用途。其結(jié)構(gòu)與材料的不斷改進(jìn)是人類提高能源利用率、獲得高性能裝備(發(fā)電設(shè)備)和產(chǎn)品(如飛機(jī))的關(guān)鍵。工作時,它不僅被經(jīng)常變化的高溫燃?xì)馑鼑?,還承受著高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的巨大離心力、氣體力和振動負(fù)荷等。此外,它還要經(jīng)受高溫燃?xì)庖鸬母g和浸蝕,因而渦輪工作葉片的工作環(huán)境十分惡劣。由于其處于溫度最高、應(yīng)力最復(fù)雜、環(huán)境最惡劣的部位,所以葉片被列為第一關(guān)鍵件,并被譽(yù)為“王冠上的明珠”。
因此,渦輪葉片的加工技術(shù)是近20年來國內(nèi)外關(guān)注的重大技術(shù)問題之一。其中渦輪葉片的性能水平(特別是承溫能力)成為熱動力設(shè)備先進(jìn)程度的重要標(biāo)志,從某種意義上講,也是制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。隨著葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計的日趨復(fù)雜和對材料熱性能要求的提高,傳統(tǒng)的葉片制造工藝受到材料與制造技術(shù)的制約,已難以滿足新型葉片的制造要求。隨著渦輪進(jìn)口燃?xì)鉁囟鹊奶岣?發(fā)動機(jī)的單位功率也在迅速增加。渦輪葉片承溫能力主要依賴于氣膜孔,傳統(tǒng)的氣膜孔加工開發(fā)周期長、成本高;工藝過程復(fù)雜,控制難度大,不利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代;難以實(shí)現(xiàn)空間交錯的空心葉片的制造;型芯型殼分開成形,裝配時易產(chǎn)生定位誤差,葉片易穿孔,成品率低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的就是提供一種帶氣膜孔渦輪葉片的制造方法,其可有效解決上述問題,解決渦輪葉片中存在的加工精度較低、加工周期長成本較高等問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種帶氣膜孔渦輪葉片的制造方法,其特征在于:包括如下操作:
s1:構(gòu)建渦輪葉片的三維模型;
s2:打印渦輪葉片的樹脂實(shí)體;
s3:鑄造渦輪葉片試件。
進(jìn)一步的方案為:
操作s1中:通過光柵三維掃描儀對葉片進(jìn)行掃描,然后利用ug軟件對掃描的圖形進(jìn)行處理得到相應(yīng)的渦輪葉片的三維模型。
詳細(xì)的操作為:
s11:根據(jù)視場范圍確定標(biāo)定距離,選取焦距為420mm;鏡頭選擇200的視場范圍;調(diào)整投影條紋,將條紋切換到23,然后轉(zhuǎn)動鏡頭的焦距調(diào)整投影光圈,使投影出清晰的光;
s12:調(diào)整左右相機(jī)的角度,使相機(jī)中線與投影中線重合;調(diào)整兩相機(jī)的采集灰度值為100-200之間,使得兩相機(jī)保持一致,同時保證條紋清晰;對相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定,標(biāo)定參數(shù)時參數(shù)需要對應(yīng),并且根據(jù)選擇的視場選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)定塊,將標(biāo)定塊放置穩(wěn)定、直立;再打開cpc控制軟件和“winmore”觀察cpc控制物件里的預(yù)覽,使標(biāo)定塊中兩個豎直白點(diǎn)重合,然后進(jìn)行試拍,確??梢話叩近c(diǎn)向數(shù)據(jù);最后,進(jìn)行對葉片的掃描;
s13:對掃描后的圖形進(jìn)行后處理,將“文件選項”的“采樣比率”設(shè)置為1/4;采用自動除噪中的“非連接”項,將“分隔”設(shè)置為“低”,“尺寸”設(shè)置為“5”;用“體外孤點(diǎn)”項將“敏感度”設(shè)為80;選擇“自由曲面形狀”設(shè)“平滑級別”為第三檔,偏差限制一般取0.2mm;
s14:將得到的渦輪葉片基礎(chǔ)模型導(dǎo)入ug中,對模型進(jìn)行修復(fù)完善,確定好氣膜孔的位置,得到最終含氣膜孔的渦輪葉片三維模型。
操作s2中:將渦輪葉片的三維模型通過激光快速成型機(jī)快速打印出渦輪葉片的樹脂實(shí)體。
具體的操作如下:
s21:渦輪葉片模型cad優(yōu)化設(shè)計階段
s211:確定光敏樹脂在快速成型時的收縮率,結(jié)合渦輪葉片鑄造材料,確定熔模鑄造過程中材料的收縮率,最后根據(jù)這兩個收縮率在ug軟件中對葉片的三維模型進(jìn)行放大;
s212:將葉片的三維模型在ug中導(dǎo)出為“stl”格式文件;
s22:快速打印前處理階段
s221:將導(dǎo)出的“stl”文件導(dǎo)入快速成型技術(shù)的前處理軟件cura;
s222:根據(jù)所使用的快速成型打印機(jī),在cura軟件中添加相應(yīng)的機(jī)器并對機(jī)器參數(shù)進(jìn)行設(shè)定;
s223:在cura中建立打印機(jī)加工文件的開始和結(jié)束代碼,并進(jìn)行保存;
s224:在cura中設(shè)置打印的支撐及分層參數(shù)、支撐參數(shù)、激光功率、掃描參數(shù)和涂層參數(shù);
s225:利用cura軟件進(jìn)行自動分層,同時將分層完成的文件保存并轉(zhuǎn)化為打印機(jī)可以識別的文件類型;
s23:快速成型打印自由成形階段
s231:將轉(zhuǎn)換好的文件導(dǎo)入光固化打印機(jī)的控制計算機(jī)中;
s232:控制計算機(jī)根據(jù)導(dǎo)入的文件自動生成控制指令對渦輪葉片模型進(jìn)行快速打??;
s24:快速打印后處理階段
s241:用酒精溶液進(jìn)行清洗同時去除模型的支撐;
s242:用水砂紙進(jìn)行打磨并最后將模型放入固化箱并進(jìn)行固化。
操作s3中:將打印好的樹脂實(shí)體通過熔模精鑄工藝得到渦輪葉片試件。
詳細(xì)的步驟為:
s31:將打印好的模具用適當(dāng)?shù)娜軇┻M(jìn)行清洗,將模具表面的雜質(zhì)、蠟垢等清洗干凈并晾制干燥;選用水溶性并且熔點(diǎn)較高的脫模劑對打印好的渦輪葉片樹脂實(shí)體的氣膜孔進(jìn)行反復(fù)噴涂3-5次,每次間隔約10-20分鐘,最后一層噴涂后將模具靜置一個小時;
s32:選取熔點(diǎn)較高的金屬絲,先用適當(dāng)?shù)娜軇饘俳z表面進(jìn)行清洗,將金屬絲表面的雜質(zhì)清洗干凈;然后使用熔點(diǎn)較高的脫模劑對金屬絲表面進(jìn)行反復(fù)噴涂3-5次,每次間隔約10-20分鐘,最后一層噴涂后將模具靜置一個小時,將噴涂好的金屬絲放置在氣膜孔內(nèi),使得涂有脫模劑的部分放置在氣膜孔內(nèi),并超出氣膜孔10mm;
s33:將中溫蠟放入不銹鋼或鋁制容器中隔水加熱使其變?yōu)槿廴跔顟B(tài);其次將熔融狀態(tài)的蠟靜置在桶中,待其溫度降到65℃左右時將其倒入攪蠟機(jī)中進(jìn)行強(qiáng)力攪拌使其成均勻的膏狀;將蠟膏放在保溫桶中,溫度控制在56-58℃;將渦輪葉片模具表面清理干凈并涂上一層脫模劑;
s34:將澆道模具放在氣動蠟?zāi)鹤C(jī)上,并將澆道模具的注蠟口與壓注機(jī)射蠟的噴嘴對正;打開澆道模具并對模具內(nèi)壁噴薄薄的一層分型劑,放螺帽,合上模具;通過壓注機(jī)將蠟壓注到模具中,壓注完成后抽出芯子,打開模具取出澆道的模型,最后清理模具上的殘留磨料,將合上磨具進(jìn)行下一次壓制;
s35:對渦輪葉片以及各澆道蠟?zāi)5某叽邕M(jìn)行檢查,對有尺寸問題的蠟?zāi)_M(jìn)行剔除,對尺寸合格的蠟?zāi)_M(jìn)行表面修整;用烙鐵將直澆道的一端與澆口杯加熱焊接在一起,將直澆道的另一端與橫澆道用烙鐵加熱焊接在一起,再將多個內(nèi)澆道焊接在橫澆道上;通過給橫澆道焊接多個內(nèi)澆道從而組成模組可以實(shí)現(xiàn)對帶氣膜孔的渦輪葉片的快速鑄造;
s36:將模型以30°左右的傾斜角度緩慢的浸入涂料漿中約3~4秒,再以稍快速度取出模組并進(jìn)行翻轉(zhuǎn);將均勻涂層的模組伸入浮砂桶內(nèi)進(jìn)行敷砂,讓全部表面覆上一層莫來砂,并將模組放置12小時進(jìn)行干燥使第二層型殼固化;重復(fù)操作5次,完成制殼過程;
s37:將上述制好殼的模型放入到脫蠟蒸汽釜中保持160℃溫度,進(jìn)行20分鐘左右的脫蠟;對脫完蠟的模型進(jìn)行檢查,對裂紋<0.5mm的可進(jìn)行修補(bǔ),出現(xiàn)成片脫落或、裂的或者裂紋>0.5mm的情況進(jìn)行報廢處理;
s38:將脫完蠟的模型放入高溫焙燒爐里加熱到900℃-1100℃之間,焙燒40-50分鐘左右,燒好的型殼為白色或薔薇色;再將熔融的鋼液通過各型殼的澆注口澆入到各型殼中,澆鑄完成后靜置其冷卻;
s39:將冷卻后的渦輪葉片鑄件先通過震動脫殼機(jī)去除型殼;再通過火焰切割機(jī)將澆注系統(tǒng)上的渦輪葉片與澆注系統(tǒng)進(jìn)行切割分離;在水中進(jìn)行浸泡并用高壓水槍進(jìn)行沖洗使氣膜孔與鎢絲之間的脫模劑完全溶解,抽出鎢絲,最后對渦輪葉片制件進(jìn)行噴砂處理,得到最終的渦輪葉片。
上述技術(shù)方案中提供了一種帶氣膜孔的渦輪葉片的快速制造方法,首先采用通過ug軟件建立出渦輪葉片的三維模型;再采用激光快速成形機(jī)快速打印出渦輪葉片的實(shí)體;最后通過熔模精密鑄造鑄造出渦輪葉片的金屬實(shí)體。該方法將激光快速成型技術(shù)與熔模精密鑄造技術(shù)相結(jié)合,不僅可以實(shí)現(xiàn)從渦輪葉片三維設(shè)計模型到渦輪葉片鋼制實(shí)體的快速轉(zhuǎn)化,同時加工完的渦輪葉片精度高、成本低,與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下優(yōu)勢:
1、可以成型任意復(fù)雜的、具有空間交錯特征的葉片內(nèi)腔,整體式陶瓷鑄型,型芯型殼使用相同的材料,同時成型,無需組合裝配。
2、無需設(shè)計制作型芯壓制模具和蠟?zāi)D>?,快速開發(fā),簡化工藝,降低成本,不受模具、夾具限制,易于更新?lián)Q代。
3、型芯型殼一次成形,減少了制殼時間,可以直接成型氣膜孔,并成型異形氣膜孔。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的流程示意圖;
圖2為通過光柵掃描和ug軟件得到的含氣膜孔渦輪葉片三維模型圖;
圖3為快速成型技術(shù)的工藝流程。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體說明。應(yīng)當(dāng)理解,以下文字僅僅用以描述本發(fā)明的一種或幾種具體的實(shí)施方式,并不對本發(fā)明具體請求的保護(hù)范圍進(jìn)行嚴(yán)格限定。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。
如圖1所示,本發(fā)明實(shí)施例的帶氣膜孔的渦輪葉片的快速制造方法包括以下步驟:
s1:利用光柵掃描儀對含有氣膜孔的渦輪葉片進(jìn)行掃描:利用光柵三維掃描儀對含氣膜孔的渦輪葉片實(shí)體進(jìn)行掃描。首先,對掃描儀進(jìn)行前處理,先確定標(biāo)定距離、選擇鏡頭、調(diào)整相機(jī)角度等數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整,然后進(jìn)行掃描,掃描完成后對電腦內(nèi)的模型進(jìn)行后處理以及利用ug軟件對模型進(jìn)行完善,得到含氣膜孔的渦輪葉片的模型。
s2:對建好的渦輪葉片的模型進(jìn)行快速成型:根據(jù)快速成型打印技術(shù)的特點(diǎn)及所用的材料,本發(fā)明選用sla成型技術(shù),成型材料為光敏樹脂。首先在ug中,根據(jù)上述建立好的渦輪葉片三維模型的尺寸建立相應(yīng)的模型,再通過布爾求差運(yùn)算得到相應(yīng)的渦輪葉片三維模型。再對渦輪葉片三維模型進(jìn)行分層處理,并將所得到的層片信息與打印的工藝參數(shù)相合,通過打印機(jī)的數(shù)字接口轉(zhuǎn)化為打印機(jī)的數(shù)控代碼;最后打印機(jī)根據(jù)數(shù)控代碼進(jìn)行層片加工、層片堆積最終成形出帶氣膜孔的渦輪葉片實(shí)體。
s3:對帶氣膜孔的渦輪葉片進(jìn)行熔模精鑄:渦輪葉片前緣、葉身等部位設(shè)計了大量的氣膜孔,孔徑一般在0.2-0.8mm,空間角度復(fù)雜,加工難度高。熔模鑄造過程中,將打印好的模具用適當(dāng)?shù)娜軇┻M(jìn)行清洗(如丙酮),將模具表面的雜質(zhì)、蠟垢等清洗干凈,并晾制干燥;選用水溶性并且熔點(diǎn)較高的脫模劑(如肯天pmr),對打印好的渦輪葉片樹脂實(shí)體的氣膜孔進(jìn)行反復(fù)噴涂3—5次,每次間隔約10—20分鐘,最后一層噴涂后將模具靜置一個小時;選取熔點(diǎn)較高的金屬絲(如鎢絲),先用適當(dāng)?shù)娜軇︽u絲表面進(jìn)行清洗(如丙酮),將鎢絲表面的雜志清洗干凈;然后使用熔點(diǎn)較高的脫模劑(如肯天pmr)對金屬絲表面進(jìn)行反復(fù)噴涂3—5次,每次間隔約10—20分鐘,最后一層噴涂后將模具靜置一個小時,將噴涂好的金屬絲放置在氣膜孔內(nèi),使得涂有脫模劑的部分放置在氣膜孔內(nèi),并超出氣膜孔10mm;然后將樹脂模型粘制蠟澆注系統(tǒng)制成蠟?zāi)?,再將蠟?zāi)=胩沾缮耙褐行纬赡?,晾干后進(jìn)行焙燒脫去蠟?zāi)P纬商漳?,通過澆注口澆注鋼熔液形成渦輪葉片的高溫鑄件。再對渦輪葉片的鋼制實(shí)體先后進(jìn)行滲碳、淬火、回火、噴砂的后處理使渦輪葉片達(dá)到硬度要求并提高其延展性能。最后用水進(jìn)行浸泡,抽出金屬絲。最終得到完整的渦輪葉片實(shí)體。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的工作原理作進(jìn)一步的描述。
本發(fā)明實(shí)施例的面向帶氣膜孔的渦輪葉片的快速制造方法包括以下步驟:
1、建立帶氣膜孔的渦輪葉片的數(shù)學(xué)模型
(1)前處理:首先根據(jù)視場范圍確定標(biāo)定距離,選取焦距為420mm;鏡頭選擇200的視場范圍;調(diào)整投影條紋,將條紋切換到23,然后轉(zhuǎn)動鏡頭的焦距調(diào)整投影光圈,使投影出清晰的光。
(2)掃描:調(diào)整左右相機(jī)的角度,是相機(jī)中線與投影中線重合;調(diào)整兩相機(jī)的采集灰度值為100-200之間,使得兩相機(jī)調(diào)整到基本一致,同時保證條紋清晰。對相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定,標(biāo)定參數(shù)時參數(shù)需要對應(yīng),并且根據(jù)選擇的視場選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)定塊,將標(biāo)定塊放置穩(wěn)定、直立;再打開cpc控制軟件和“winmore”觀察cpc控制物件里的預(yù)覽,使標(biāo)定塊中兩個豎直白點(diǎn)重合。然后進(jìn)行試拍,確??梢話叩近c(diǎn)向數(shù)據(jù);最后,進(jìn)行對葉片的掃描。
(3)后處理:對掃描后的圖形進(jìn)行后處理,為了提高計算機(jī)的速度將“文件選項”的“采樣比率”設(shè)置為1/4;采用自動除噪中的“非連接”項,將“分隔”設(shè)置為“低”,“尺寸”設(shè)置為“5”;為了將偏離主點(diǎn)云的散點(diǎn)進(jìn)行去除,用“體外孤點(diǎn)”項將“敏感度”設(shè)為80;為了將噪音點(diǎn)降到最低,能更好地表現(xiàn)相關(guān)物體的形狀,選擇“自由曲面形狀”設(shè)“平滑級別”為第三檔,偏差限制一般取0.2mm。
(4)將得到的渦輪葉片基礎(chǔ)模型導(dǎo)入ug中,對模型進(jìn)行修復(fù)完善,確定好氣膜孔的位置,得到最終含氣膜孔的渦輪葉片三維模型。
2、對渦輪葉片的模型進(jìn)行快速成型具體包括:
(1)由于采用液態(tài)光敏樹脂為材料進(jìn)行3d打印時,光敏樹脂在固化過程中模型會收縮且收縮率為4%;熔模精鑄也涉及到2個收縮率,一個是采用中溫蠟為材料制作蠟?zāi)r的收縮率為0.9%-1.3%,另一個是采用45號鋼澆注鋼制件時的收縮率為1.3%-2.0%;結(jié)合實(shí)際情況確定各階段的收縮率,并得到模型的總收縮率。再通過ug的“縮放體”命令對直齒面齒輪的母模三維模型按照總收縮率進(jìn)行整體放大;
(2)將渦輪葉片的三維模型在ug中進(jìn)行“文件”→“導(dǎo)出”→“stl”操作;在彈出的“快速成型”菜單中設(shè)置輸出類型為“二進(jìn)制”,“三角公差”及“相鄰公差”設(shè)置為0.08,選擇“自動法向生成”;在彈出的“類選擇”菜單中選擇直齒面齒輪的母模模型作為“選擇對象”,其余的設(shè)置保持默認(rèn),完成模型的“stl”格式導(dǎo)出;
(3)打開3d打印的前處理軟件cura,將“stl”模型文件導(dǎo)入到cura中;在“配置向?qū)А苯缑嬷懈鶕?jù)所選擇的激光快速成形機(jī)的型號設(shè)置“打印機(jī)名稱”為“stratasys”,“打印機(jī)的打印長度、打印寬度、打印高度”分別為255mm、252mm、200mm,“打印頭的直徑”為0.4mm;通過“機(jī)器”→“機(jī)器設(shè)置”操作,在“機(jī)器設(shè)置”菜單中“g代碼類型”項中選擇該3d打印機(jī)能識別的g代碼格式為stratasys;最后在“開始/結(jié)束g代碼”項中將“start.gcode”和“end.gcode”代碼分別替換為“dual_head_start”和“dual_head_send”,建立出控制激光快速成形機(jī)的g代碼初始文件;
(4)在cura軟件的“基礎(chǔ)參數(shù)”菜單中設(shè)置3d打印的基本參數(shù):為了保證模型擁有較高的精度,“層高”取0.1mm;為了保證模型具有高的牢固度,“底部/頂部厚度”的值取1.2mm,同時“外殼厚度”的取值與“底部/頂部厚度”的值要相等為1.2mm;“填充密度“一般取20%;為了保證模型的質(zhì)量,”打印速度“一般取30-40mm/s;根據(jù)所選擇的光敏樹脂的型號為verowhiteplusrgd835設(shè)置”打印溫度“為20℃;”支撐類型“和”平臺附著類型“設(shè)置為”無“,完成“基礎(chǔ)參數(shù)”菜單的設(shè)置;
在cura軟件的“高級參數(shù)”菜單中設(shè)置3d打印的高級參數(shù):”回抽長度“設(shè)置為3.5mm,防止放生卡絲現(xiàn)象;”首層層高“設(shè)置為0.4mm,使模型打印完第一層能很好地粘貼在工作臺上;”噴嘴移動速度“設(shè)置為100mm/s;根據(jù)設(shè)置的打印速度,將“內(nèi)/外層打印速度”設(shè)置為30mm/s,其他參數(shù)保持默認(rèn)設(shè)置,完成“高級參數(shù)”菜單的參數(shù)設(shè)置;
(5)cura軟件會根據(jù)所設(shè)置的3d打印參數(shù)自動地對直齒面齒輪母模的三維模型進(jìn)行分層切片,并在切片完成后生成相應(yīng)的g代碼程序,將該g代碼程序保存到sd卡上;
(6)將sd卡插入到激光快速成型機(jī)上通過激光快速成形機(jī)自帶的objectstudio軟件讀取sd卡中的g代碼,此時該軟件會顯示模型的總分層數(shù)、打印時間、打印需要多少材料等信息,并隨后根據(jù)g代碼控制3d打印機(jī)快速打印出渦輪葉片的樹脂實(shí)體;
(7)用平鏟沿著模型與工作臺接觸的部位鏟入,將打印好的渦輪葉片的樹脂實(shí)體從工作平臺中取出,再用少量工業(yè)酒精涂到布上擦拭殘留在樹脂模型上的液態(tài)樹脂;其次用水砂紙對模型的底部、側(cè)面進(jìn)行表面打磨,打磨完后用清水沖洗模型;最后將模型放入固化箱中進(jìn)行約15min的紫外光照射固化處理。
3、熔模鑄造帶氣膜孔的渦輪葉片實(shí)體
(1)將打印好的模具用適當(dāng)?shù)娜軇┻M(jìn)行清洗(如丙酮),將模具表面的雜質(zhì)、蠟垢等清洗干凈,并晾制干燥;選用水溶性并且熔點(diǎn)較高的脫模劑(如肯天pmr),對打印好的渦輪葉片樹脂實(shí)體的氣膜孔進(jìn)行反復(fù)噴涂3—5次,每次間隔約10—20分鐘,最后一層噴涂后將模具靜置一個小時;
(2)選取熔點(diǎn)較高的金屬絲(如鎢絲),先用適當(dāng)?shù)娜軇︽u絲表面進(jìn)行清洗(如丙酮),將鎢絲表面的雜志清洗干凈;然后使用熔點(diǎn)較高的脫模劑(如肯天pmr)對金屬絲表面進(jìn)行反復(fù)噴涂3-5次,每次間隔約10-20分鐘,最后一層噴涂后將模具靜置一個小時,將噴涂好的金屬絲放置在氣膜孔內(nèi),使得涂有脫模劑的部分放置在氣膜孔內(nèi),并超出氣膜孔10mm;
(3)然后將中溫蠟放入不銹鋼或鋁制容器中隔水加熱(加熱溫度在85℃左右)使其變?yōu)槿廴跔顟B(tài);其次將熔融狀態(tài)的蠟靜置在桶中,待其溫度降到65℃左右時將其倒入攪蠟機(jī)中進(jìn)行強(qiáng)力攪拌使其成均勻的膏狀;將蠟膏放在保溫桶中,溫度控制在56-58℃;將渦輪葉片模具表面清理干凈并涂上一層脫模劑;
(4)將澆道模具(包括直澆道模具、橫澆道模具和內(nèi)澆道模具)放在氣動蠟?zāi)鹤C(jī)上,并將澆道模具的注蠟口與壓注機(jī)射蠟的噴嘴對正;打開澆道模具并對模具內(nèi)壁噴薄薄的一層分型劑,放螺帽,合上模具;通過壓注機(jī)將蠟壓注到模具中,壓注完成后抽出芯子,打開模具取出澆道的模型,最后清理模具上的殘留磨料,將合上磨具進(jìn)行下一次壓制;
(5)對渦輪葉片以及各澆道蠟?zāi)5某叽邕M(jìn)行檢查,對有尺寸問題的蠟?zāi)_M(jìn)行剔除,對尺寸合格的蠟?zāi)_M(jìn)行表面修整(包括用刀片去除蠟?zāi)I系臍埩暨呥^或分模線;用修補(bǔ)蠟修補(bǔ)表面的凹處等);用烙鐵將直澆道的一端與澆口杯加熱焊接在一起,將直澆道的另一端與橫澆道用烙鐵加熱焊接在一起,再將多個內(nèi)澆道焊接在橫澆道上;通過給橫澆道焊接多個內(nèi)澆道從而組成模組可以實(shí)現(xiàn)對帶氣膜孔的渦輪葉片的快速鑄造;
(6)將模型以30°左右的傾斜角度緩慢的浸入涂料漿中約3-4秒,再以稍快速度取出模組并進(jìn)行翻轉(zhuǎn);將均勻涂層的模組伸入浮砂桶內(nèi)進(jìn)行敷砂,讓全部表面覆上一層莫來砂,并將模組放置12小時進(jìn)行干燥使第二層型殼固化;重復(fù)步驟六5次,完成制殼過程;
(7)將上述制好殼的模型放入到脫蠟蒸汽釜中保持160℃溫度,進(jìn)行20分鐘左右的脫蠟;對脫完蠟的模型進(jìn)行檢查,對裂紋<0.5mm的可進(jìn)行修補(bǔ),出現(xiàn)成片脫落或、裂的或者裂紋>0.5mm的情況進(jìn)行報廢處理;
(8)將脫完蠟的模型放入高溫焙燒爐里加熱到900℃-1100℃之間,焙燒40-50分鐘左右,燒好的型殼為白色或薔薇色;再將熔融的鋼液通過各型殼的澆注口澆入到各型殼中,澆鑄完成后靜置其冷卻;
(9)將冷卻后的渦輪葉片鑄件先通過震動脫殼機(jī)去除型殼;再通過火焰切割機(jī)將澆注系統(tǒng)上的渦輪葉片與澆注系統(tǒng)進(jìn)行切割分離;在水中進(jìn)行浸泡并用高壓水槍進(jìn)行沖洗使氣膜孔與鎢絲之間的脫模劑完全溶解,抽出鎢絲,最后對渦輪葉片制件進(jìn)行噴砂處理,得到最終的渦輪葉片。
本發(fā)明未能詳盡描述的設(shè)備、機(jī)構(gòu)、組件和操作方法,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員均可選用本領(lǐng)域常用的具有相同功能的設(shè)備、機(jī)構(gòu)、組件和操作方法進(jìn)行使用和實(shí)施?;蛘咭罁?jù)生活常識選用的相同設(shè)備、機(jī)構(gòu)、組件和操作方法進(jìn)行使用和實(shí)施。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在獲知本發(fā)明中記載內(nèi)容后,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以對其作出若干同等變換和替代,這些同等變換和替代也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。