一种用于测定空心铸件内腔收缩率的方法.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(10)申请公布号CNCN103616401103616401A(43)申请公布日2014.03.05(21)申请号201310635122.3(22)申请日2013.11.29(71)申请人沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司地址110043辽宁省沈阳市大东区东塔街6号(72)发明人李波潘国志李雪孙长波邹建波(74)专利代理机构沈阳东大专利代理有限公司21109代理人粱焱(51)Int.Cl.G01N25/16(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图11页附图11页(54)发明名称一种用于测定空心铸件内腔收缩率的方法(57)摘要本发明公开一种用于测定空心铸件内腔收缩率的方法，用于气冷叶片的制造过程中，对叶片内腔尺寸的变化进行测量，现有技术中对叶片内腔尺寸是如何变化是不能测量的，本发明公开一种测定空心铸件内腔收缩率的方法，首先设计空心铸件的模拟样件，其次设计模拟样件的型芯模及外型模，然后再根据叶片的制造过程制备出模拟样件，模拟样件的质量控制要求与真实铸件一致，然后根据制备的模拟样件的型芯，在高温强化后，对型芯的三维尺寸进行测量；然后经过低温强化，蜡模制造，型壳制备进行浇铸，冷却后把制成的模拟样件按测量线切割，测量铸件内腔，最后经过测量计算算出收缩率，本发明能保证涡轮叶片内腔尺寸的精确，提高铸件合格率。CN103616401ACN10364ACN103616401A权利要求书1/1页1.一种用于测定空心铸件内腔收缩率的方法，其特征在于按照以下步骤进行：1)设计空心铸件的模拟样件，模拟样件应该具备以下特点：①结构与尺寸与真实铸件相近，材质特征相同；②模拟样件满足型芯在各状态下直接进行X、Y、Z三个方向的精确尺寸的测量，在模拟样件上设计出测量点，这些点由刻度线(1)进行准确标识；2)设计并制造模拟样件的型芯模具和外型模具，型芯模具的设计特殊要求制造精度，在型芯所要测量的部位，其尺寸公差不应超过0.03mm，并且方便出模，根据结构特点设定放置方式，注意型芯的测量点处不应有的分型线和拔模斜度，刻度线的宽度与深度能够清晰可见；3)制备高温强化的模拟型芯样件，首先对型芯进行压制，型芯压制后掰掉注蜡嘴直接装入陶瓷烧结罐中，再用氧化铝填料填满；其次对型芯进行烧结，烧结过程中必须保证型芯上端有大于20mm的粉料，烧结温度为1050℃-1195℃，在烧结炉中冷却后取出，去除填料粉后放入高温强化剂中进行高温强化后，取出干燥；4)测量高温强化后的模拟型芯样件，用游标卡尺对准型芯的刻度线进行测量，按照设计时制定的测量点测量型芯的三维尺寸，记录其测量值；5)制备低温强化的模拟型芯样件，将测量后的模拟型芯放入低温强化剂中浸泡后取出后自干，将模拟型芯放置在干燥箱进行烘烤，烘烤温度100℃-150℃，冷却后取出；6)制备模拟铸件，首先，将制低温强化后的模拟型芯放入外型模具中，压制成蜡模；其次，将压制好的蜡模去除毛刺和注蜡口的残余，按着生产叶片工艺组合成蜡模组合；然后进行制壳并经过脱模处理进行浇注，然后将模拟铸件冷却后，去除铸件的表面型壳，再经过砂轮打磨处理并去除表面残余物后，放入装有氢氧化钠或者氢氧化钾水溶液的脱芯釜中脱除型芯；最后在将脱去型芯的模拟铸件放入盐酸水溶液进行酸碱中和，再经过清洗、干燥烘干完成模拟铸件的制备；7)测量模拟铸件，将制备完成的模拟铸件按测量线切割，然后测量模拟铸件内腔三维尺寸，测量点与模拟型芯的测量点相对应，并记录其测量值；8)计算空心铸件内腔收缩率，设定在模拟型芯在X方向上位置测量的尺寸为a，在模拟铸件在X方向相对应型芯的位置测量其内腔部位的测量尺寸为a′，则该部位的铸件的内腔收缩率为［(a-a′)/a］×100％，以此类推，计算出各部位的收缩率。2CN103616401A说明书1/5页一种用于测定空心铸件内腔收缩率的方法技术领域[0001]本发明属于测定收缩率的方法，涉及一种用于测定空心铸件内腔收缩率的方法。背景技术[0002]现代航空发动机的迫切需要提高燃气涡轮发动机的工作性能，首先提高涡轮的燃气温度，但是由于金属熔点的限制，目前在合金材料上提高叶片的承受的高温能力已经接近极限，因此不断改善叶片的气冷结构是提高冷却效率成为目前涡轮叶片设计者与制造者同时追求的目标。[0003]现代航空发动机“气冷叶片”的关键制造技术之一就是叶片内腔尺寸的控制，而内腔尺寸是依靠陶瓷型芯来保证的，陶瓷型芯的最终尺寸的形成取决于精铸工艺和型芯模具设计时所确定的收缩率，其准确与否直接影响叶片内腔尺寸，即气冷叶片的冷却效果和铸件壁厚的合格率，而陶瓷型芯的铸件浇注过程尺寸如何变化是不能测量的，所以这个过程的收缩率一直依靠经验来推断，不能保证数值的准确性，造成