【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及渦輪葉片鑄造，尤其涉及一種消除傾斜角度葉冠疏松缺陷的方法及蠟模模組。
技術介紹
1、航空發動機作為飛機的直接動力部件，決定著飛機的穩定性與經濟性。隨著大推重比航空發動機高功率、低油耗的發展趨勢，以及發動機渦輪入口溫度的不斷提升，航空發動機的設計也越來越復雜。渦輪葉片作為航空發動機熱端位置的關鍵部件，其工作溫度也在不斷提高，渦輪葉片也出現了更多的設計，其中低壓渦輪及動力渦輪部件的帶冠結構最為常見，然而這種葉冠結構在鑄造環節中容易由于補縮不足而出現疏松缺陷，導致渦輪葉片不合格。
技術實現思路
1、鑒于上述的分析，本專利技術實施例旨在提供一種消除傾斜角度葉冠疏松缺陷的方法以及蠟模模組，用以解決空心葉片的葉冠位置由于補縮不足容易出現疏松缺陷的問題。
2、一方面，本專利技術的實施例提供了一種消除渦輪葉片葉冠位置疏松缺陷的方法，其包括：
3、步驟s1，制備葉片蠟模，葉片蠟模包括一體成型的依次連接的選晶段、葉冠、葉身、榫頭，在選晶段與葉冠的連接處沿葉冠輪廓形狀形成有凹槽；
4、步驟s2，將多個葉片蠟模組裝形成蠟模模組，在蠟模模組中，多個葉片蠟模圍繞蠟模模組的中心沿圓周方向分布；
5、步驟s3，采用蠟模模組制備澆注型殼，使澆注型殼內表面與葉片蠟模的凹槽的對應位置形成阻隔凸起；
6、步驟s4，將澆注型殼與內腔型芯組裝形成澆注模組，且澆注型殼阻隔凸起與內腔型芯之間形成選晶生長通道；
7、步驟s5，向澆注模組內澆注熔融
8、進一步地，在步驟s1中，制備葉片蠟模時，控制凹槽的底部與內腔型芯的距離為0.5～1mm，以使選晶生長通道的寬度為0.5～1mm。
9、進一步地，葉冠相對于葉身傾斜設置；在步驟s2中，組裝蠟模模組時，將葉冠的凝固最高點邊緣朝向蠟模模組的中心并與蠟模模組的徑向方向形成夾角，并在葉冠的凝固最高點邊緣旁設置補縮蠟塊。
10、進一步地，在組裝蠟模模組時，將葉冠的凝固最高點邊緣朝向蠟模模組的中心，并使該邊緣和蠟模模組中心的徑向連線與該邊緣本身的夾角為45°。
11、進一步地，步驟s1中，制備葉片蠟模時，將葉冠的凝固最高點邊緣靠近蠟模模組中心的一部分繼續沿葉冠的傾斜方向向外延伸加高，將加高后的邊緣繼續沿水平方向向外延伸出預定寬度的補縮平臺；在步驟s2中，組裝蠟模模組時，將補縮蠟塊設置于補縮平臺上。
12、進一步地，步驟s2中，組裝蠟模模組時，在補縮平臺上粘接補縮蠟塊，補縮蠟塊為長方體，補縮蠟塊與補縮平臺垂直設置，且補縮蠟塊的粘接面與補縮平臺的尺寸相匹配。
13、進一步地，步驟s2中，組裝蠟模模組時，在多個葉片蠟模圍繞形成的空間內設置保溫蠟模套筒，使保溫蠟模套筒位于蠟模模組的中心，且與葉片蠟模間隔設置。
14、進一步地，保溫蠟模套筒的外表面與葉冠的補縮蠟塊之間的距離保持在25～30mm，保溫蠟模套筒的上表面高于補縮蠟塊的高度不小于20mm。
15、進一步地，步驟s5中，將澆注模組置于加熱裝置內，當澆注模組達到預定溫度并保溫后，將熔融金屬澆注至澆注模組中；將澆注模組抽拉并脫離加熱裝置，以使熔融金屬從葉冠端開始定向凝固，且控制抽拉速率為3～5mm/min。
16、另一方面，本專利技術的實施例還提供了一種用于消除傾斜角度葉冠疏松缺陷的蠟模模組，其包括：澆注口、上澆道、多個葉片蠟模、保溫蠟模套筒、底座；澆注口與上澆道連接，上澆道與底座間隔設置，多個葉片蠟模連接于上澆道和底座之間；保溫蠟模套筒連接于底座上，且澆注口、上澆道、保溫蠟模套筒和底座同心設置；多個葉片蠟模圍繞保溫蠟模套筒均勻布置；其中，葉片蠟模包括依次連接的選晶段、葉冠、葉身和榫頭，選晶段與底座連接，榫頭與上澆道連接；選晶段與葉冠的連接處沿葉冠輪廓形狀設置有凹槽。
17、與現有技術相比，本專利技術的方法至少可實現如下有益效果之一：
18、1、本專利技術的葉片在定向凝固過程中從葉冠端開始選晶生長，并且在制備葉片蠟模時，在選晶段與葉冠的連接處沿葉冠輪廓形狀設置凹槽，使得通過該葉片蠟模制備的澆注型殼的內表面與該凹槽對應的位置形成阻隔凸起，以在型殼內熔融金屬定向凝固時阻斷葉冠本體對其下方的選晶澆道的補縮，從而減少葉冠疏松的程度。并且，該阻隔凸起設置于選晶澆道處，不會影響或改變澆注形成的渦輪葉片本身的結構。
19、2、本專利技術通過控制選晶段與葉冠連接處的凹槽底部與內腔型芯的距離為0.5～1mm，使得型殼內表面的阻隔凸起與內腔型芯之間形成寬度極小的選晶生長通道，保證晶粒能夠從選晶澆道順利生長至葉身，以制備空心葉片；同時阻斷葉冠本體對選晶澆道的補縮。
20、3、本專利技術通過將傾斜設置的葉冠的凝固最高點邊緣朝向蠟模模組中心，同時使該邊緣與蠟模模組的徑向方向形成夾角，使得該邊緣在蠟模模組的徑向方向上的投影具有一定距離，以便于在定向凝固時利用澆注模組的徑向溫度梯度使葉冠的該邊緣沿徑向順序凝固和順序補縮，并在最后凝固位置設置補縮塊，以對葉冠進行有效補縮，從而進一步消除葉冠的疏松缺陷。
21、4、本專利技術在蠟模模組的中心處設置保溫蠟模套筒，使得澆注模組中心區域形成筒狀的陶瓷型殼保溫層，在后續型殼內熔融金屬定向凝固過程中，阻擋徑向散熱，減緩澆注模組中心區域的降溫速率，從而提升澆注模組徑向方向上的溫度梯度，有利于葉冠按照徑向溫度梯度方向進行順序凝固并完成補縮，以實現葉冠疏松缺陷的消除，提高傾斜角度葉冠結構的渦輪葉片的鑄造合格率。
22、本專利技術中，上述各技術方案之間還可以相互組合，以實現更多的優選組合方案。本專利技術的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分優點可從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術而了解。本專利技術的目的和其他優點可通過說明書以及附圖中所特別指出的內容中來實現和獲得。
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1.一種消除渦輪葉片葉冠位置疏松缺陷的方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟S1中，制備所述葉片蠟模時，控制所述凹槽的底部與所述內腔型芯的距離為0.5～1mm，以使所述選晶生長通道的寬度為0.5～1mm。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述葉冠相對于所述葉身傾斜設置；
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，在組裝所述蠟模模組時，將所述葉冠的凝固最高點邊緣朝向所述蠟模模組的中心，并使所述邊緣和所述蠟模模組中心的徑向連線與所述邊緣本身的夾角為45°。
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟S1中，制備所述葉片蠟模時，將所述葉冠的凝固最高點邊緣靠近所述蠟模模組中心的一部分繼續沿所述葉冠的傾斜方向向外延伸加高，將加高后的所述邊緣繼續沿水平方向向外延伸出預定寬度的補縮平臺；
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，步驟S2中，組裝所述蠟模模組時，在所述補縮平臺上粘接所述補縮蠟塊，所述補縮蠟塊為長方體，所述補縮蠟塊與所述補縮平臺垂直設置，且所述補縮蠟塊的粘接面與所述補縮平
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中，組裝所述蠟模模組時，在多個所述葉片蠟模圍繞形成的空間內設置保溫蠟模套筒，使所述保溫蠟模套筒位于所述蠟模模組的中心，且與所述葉片蠟模間隔設置。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述保溫蠟模套筒的外表面與所述葉冠的補縮蠟塊之間的距離保持在25～30mm，所述保溫蠟模套筒的上表面高于所述補縮蠟塊的高度不小于20mm。
9.根據權利要求1-8任一項所述的方法，其特征在于，步驟S5中，將所述澆注模組置于加熱裝置內，當所述澆注模組達到預定溫度并保溫后，將所述熔融金屬澆注至所述澆注模組中；
10.一種用于消除傾斜角度葉冠疏松缺陷的蠟模模組，其特征在于，包括：澆注口、上澆道、多個葉片蠟模、保溫蠟模套筒、底座；
...【技術特征摘要】
1.一種消除渦輪葉片葉冠位置疏松缺陷的方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟s1中，制備所述葉片蠟模時，控制所述凹槽的底部與所述內腔型芯的距離為0.5～1mm，以使所述選晶生長通道的寬度為0.5～1mm。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述葉冠相對于所述葉身傾斜設置；
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，在組裝所述蠟模模組時，將所述葉冠的凝固最高點邊緣朝向所述蠟模模組的中心，并使所述邊緣和所述蠟模模組中心的徑向連線與所述邊緣本身的夾角為45°。
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟s1中，制備所述葉片蠟模時，將所述葉冠的凝固最高點邊緣靠近所述蠟模模組中心的一部分繼續沿所述葉冠的傾斜方向向外延伸加高，將加高后的所述邊緣繼續沿水平方向向外延伸出預定寬度的補縮平臺；
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，步驟s2中，組裝所述蠟模模...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張毅鵬，王定剛，宋盡霞，肖程波，關心光，
申請(專利權)人：中國航發北京航空材料研究院，
類型：發明
國別省市：
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