一种水轮机转轮三维曲面叶片电渣熔铸直接成型的方法.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CN107876739A(43)申请公布日2018.04.06(21)申请号201711334564.9(22)申请日2017.12.13(71)申请人沈阳市盛华特种铸造有限公司地址110141辽宁省沈阳市于洪区洪汇路永富街26号(72)发明人徐超胡浩于川张政纬佟欣彭磊(74)专利代理机构沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙)21234代理人张志伟(51)Int.Cl.B22D23/10(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种水轮机转轮三维曲面叶片电渣熔铸直接成型的方法(57)摘要本发明涉及电渣熔铸生产水轮机转轮叶片铸件领域，特别是一种水轮机转轮三维曲面叶片电渣熔铸直接成型的方法。电渣熔铸用于完成自耗电极材料的二次精炼提纯、铸件近净成型，具体过程如下：1)铸件毛坯结晶器结构形式采用组合式或分体式；2)熔铸过程中的自耗电极由两部分组成，即固定电极和活动电极；3)供电形式采用交流单电极串联回路、双电极串联回路混合供电方式，利用双电极串联电极间构成的电源回路增加电渣熔铸区域渣层温度，增大区域金属流动性，控制区域凝固速度，使叶片熔铸成型。本发明技术适用于贯流式水轮发电机转轮叶片、混流式水轮发电机转轮叶片或轴流式水轮发电机转轮叶片的铸件制造。CN107876739ACN107876739A权利要求书1/2页1.一种水轮机转轮三维曲面叶片电渣熔铸直接成型的方法，其特征在于，电渣熔铸用于完成自耗电极材料的二次精炼提纯、铸件近净成型，具体过程如下：1)结晶器选择铸件毛坯结晶器结构形式采用组合式或分体式；2)电极形式熔铸过程中的自耗电极由两部分组成，即固定电极和活动电极；固定电极相对于结晶器是随形的、固定的，活动电极在熔铸过程中可移动，固定电极和活动电极的数量根据铸件形状特点为一个或两个以上；熔铸过程中电极工作形式为：活动电极及固定电极作用，完成熔铸过程；3)供电形式供电形式采用交流单电极串联回路、双电极串联回路混合供电方式，利用双电极串联电极间构成的电源回路增加电渣熔铸区域渣层温度，增大区域金属流动性，控制区域凝固速度，使叶片熔铸成型；在单电极串联回路电极间构成的电源回路基础上，通过增加双电极串联回路，使电渣熔铸水轮机叶片过程能够连续进行。2.按照权利要求1所述的水轮机转轮三维曲面叶片电渣熔铸直接成型的方法，其特征在于，铸件材质是碳素钢、低合金钢或不锈钢，铸件材质包含且不限于以下标准中所述材料之一：ASTM743、ASTM483、ASTM148、EN10283、GB/T6967、GB/T11352、JB/T5000.6、JB/T10384、JB/T7349、JB/T6405。3.按照权利要求1所述的水轮机转轮三维曲面叶片电渣熔铸直接成型的方法，其特征在于，结晶器为随形结晶器，结晶器型腔中设置自耗电极，活动电极在结晶器内部不断向结晶器熔融位置补充金属；固定电极相对于结晶器是随形的、固定的，活动电极截面是圆形、方形或其他任意形状，固定电极是整体的或分体组合式的。4.按照权利要求1所述的水轮机转轮三维曲面叶片电渣熔铸直接成型的方法，其特征在于，单电极串联回路中的电极是活动电极，双电极串联回路中的电极是固定电极或活动电极，连接在一个回路中的电极是一个或两个以上，单电极串联回路电极间构成的电源回路消除双电极串联回路自耗电极熔铸的不平衡，以确保熔铸的平稳进行。5.按照权利要求1所述的水轮机转轮三维曲面叶片电渣熔铸直接成型的方法，其特征在于，对于水轮发电机转轮叶片毛坯的电渣熔铸，结晶器型腔中采用一个或两个以上固定电极，结晶器组箱前，固定电极固定于结晶器型腔中，各电极安装就位后其相互间位置固定，活动电极通过结晶器内通道不断对熔铸过程进行自耗电极补充；根据铸件形状特点，采用一次熔铸或分段熔铸，固定电极安装并固定于结晶器指定位置，之后继续进行熔铸。6.按照权利要求5所述的水轮机转轮三维曲面叶片电渣熔铸直接成型的方法，其特征在于，结晶器型腔为一层、两层或三层以上结构，分别负责叶片三维变化的不同曲面部分的成型；在包含两层以上结晶器型腔的熔铸过程中，位于上层的结晶器型腔横截面为带有活动电极通道的局部随形，其中设置活动电极和局部固定电极，熔铸由下至上依次进行；采用分段熔铸时，下层段熔铸后需移动熔铸工位，装配上层结晶器型腔及对应电极，以完成整个铸件的熔铸过程。7.按照权利要求1所述的水轮机转轮三维曲面叶片电渣熔铸直接成型的方法，其特征在于，水轮机转轮三维曲面叶片为贯流式水轮发电机转轮叶片、混流式水轮发电机转轮叶2CN107876739A权利要求书2/2页片或轴流式水轮发电机转轮叶片。8.按照权利要求1所述的水轮机转轮三维曲面叶片电渣熔铸直接成型的方法，其特征在于，