一种窄流道闭式叶轮精铸方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108044053A(43)申请公布日2018.05.18(21)申请号201711259907.X(22)申请日2017.12.04(71)申请人东方电气集团东方汽轮机有限公司地址618000四川省德阳市高新技术产业园区金沙江西路666号(72)发明人郭雄张琼元张建平李海松陶飞张邦强巩秀芳杨功显(74)专利代理机构成都蓉信三星专利事务所(普通合伙)51106代理人王统国(51)Int.Cl.B22C9/28(2006.01)B22C9/04(2006.01)B22C7/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种窄流道闭式叶轮精铸方法(57)摘要本发明公开了一种窄流道闭式叶轮精铸方法，包括：步骤1.根据窄流道闭式叶轮的设计结构，设计叶轮型模和浇注型模；步骤2.根据设计要求制作叶轮型模和浇注型模，将所制作叶轮型模的一端端面的轴心部位以填蜡方式堵实；将制作好的叶轮型模和浇注型模组树，使浇注型模的浇道连接在叶轮型模的堵实端面上；步骤3.在组好的型模树上进行陶瓷型壳制备；步骤4.脱型模，得到具有符合窄流道闭式叶轮设计结构的浇注型腔的陶瓷型壳；步骤5.将陶瓷型壳预热；采用合金材料对陶瓷型壳的浇注型腔进行浇注；冷却后脱壳，其中窄流道区域的陶瓷型壳以碱煮方式去除，得叶轮的铸造坯件。本发明具有技术难度小、精度高、效率高、合格率高、成本低等特点。CN108044053ACN108044053A权利要求书1/1页1.一种窄流道闭式叶轮精铸方法，其特征在于，所述精铸方法包括下列步骤：步骤1.根据窄流道闭式叶轮的设计结构，设计叶轮型模和浇注型模；步骤2.根据设计要求制作叶轮型模和浇注型模，将所制作叶轮型模的一端端面的轴心部位以填蜡方式堵实；将制作好的叶轮型模和浇注型模组树，使浇注型模的浇道连接在叶轮型模的堵实端面上；步骤3.在组好的型模树上进行陶瓷型壳制备，具体是，首先以粘度22～26s的氧化铝粉浆料+100目熔融石英细砂制得面层，其次以粘度16～20s的熔融石英粉浆料+100目熔融石英细砂制得第二层，然后以粘度16～20s的熔融石英粉浆料+46目熔融石英细砂依次制得第三至第七层，以此在型模树上得陶瓷型壳；步骤4.脱型模，得到具有符合窄流道闭式叶轮设计结构的浇注型腔的陶瓷型壳；步骤5.将陶瓷型壳预热；采用合金材料对陶瓷型壳的浇注型腔进行浇注；冷却后脱壳，其中窄流道区域的陶瓷型壳以碱煮方式去除，得叶轮的铸造坯件。2.根据权利要求1所述窄流道闭式叶轮精铸方法，其特征在于，步骤5中的合金材料为ZG2Cr13，所述ZG2Cr13合金材料的浇注工艺为，先将陶瓷型壳预热至1050～1100℃，再将ZG2Cr13材料在1560～1600℃的温度下浇注。3.根据权利要求1所述窄流道闭式叶轮精铸方法，其特征在于，步骤3中的陶瓷型壳制备过程中，熔融石英细砂以撒砂的方式粘附成型。4.根据权利要求1所述窄流道闭式叶轮精铸方法，其特征在于，步骤2中的叶轮型模和浇注型模是以压制蜡模的方式成型；或者，步骤2中的叶轮型模和浇注型模是以3D打印树脂模的方式成型。5.根据权利要求1或4所述窄流道闭式叶轮精铸方法，其特征在于，步骤2中的叶轮型模和浇注型模的组树结构是，在两个叶轮型模的堵实端面之间轴向连接浇注型模的内浇道，在所述内浇道的中部通过直浇道竖向举升浇口杯，以此组成型模树。6.根据权利要求5所述窄流道闭式叶轮精铸方法，其特征在于，所述浇口杯与两侧叶轮型模之间分别设有加强筋；或者，所述浇口杯与两侧内浇道的端部之间分别设有加强筋。7.根据权利要求5所述窄流道闭式叶轮精铸方法，其特征在于，所述内浇道与直浇道结合部位的底部设有缓冲半球。2CN108044053A说明书1/6页一种窄流道闭式叶轮精铸方法技术领域[0001]本发明涉及精密铸造技术，具体是一种窄流道闭式叶轮的精密铸造成型方法。背景技术[0002]叶轮作为动力设备-例如离心泵的核心部件，其成型精度和内部质量极大地影响着动力设备的能量转化效率、稳定性及使用寿命。[0003]叶轮按其成型结构的不同而分为开式叶轮、半开式叶轮和闭式叶轮。参见图1所示，闭式叶轮1主要由组成整体的前盖板11、叶片12和后盖板13组成，前盖板11、后盖板13和相邻叶片12之间构成流道14。在使用中，闭式叶轮具有做功效率高的特点，然而，其亦存在制造难度较大的技术问题，这尤其是以窄流道的闭式叶轮最为凸显。[0004]长期以来，窄流道闭式叶轮主要是以焊接的方式成型的，基于窄流道闭式叶轮的流道窄（通常只有几毫米）、流道设计复杂的特性，使得焊接质量难以保证，焊接技术难度大。目前，亦有对窄流道闭式叶轮以砂型铸造（通常为尺寸较大且要求较低的叶轮成型采用）或熔模铸造（