某航空发动机动叶熔模铸造求助！

guowanjun · 发表于 2010-4-21 22:22:01

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请教一个消除热节的问题
该叶片使用H型浇道系统，硅溶胶型壳，焙烧温度1100℃，浇注温度1530℃。实验室冶金分析时在叶冠，叶根与叶身转接圆角处总有疏松产生。最初的时候以为是零件间距过小，造型材料在转接出相互连接不易散热导致的疏松，但是增大零件间距后仍然不能有效消除疏松。请前辈们赐教，如何有效消除该处的热节？熔模铸造可否使用冷铁？

guowanjun · 发表于 2010-4-21 22:55:04

添加2张显微疏松照片，红圈内为显微疏松。

castengineer · 发表于 2010-4-22 15:51:07

本帖最后由 castengineer 于 2010-4-22 18:41 编辑

蜡模铸造钛合金,直接冷铁不可行.但有一方案.发一个熔模组树图做为参考,不知可否.

qydsdyl · 发表于 2010-4-22 18:28:23

看过一个资料，说是对于某些铸件，如果客户允许的话，可以考虑将圆角过渡改成45°倒角，能显著减少疏松，缩孔。等高手分析。

guowanjun · 发表于 2010-4-22 23:33:00

限于机密等级不能发实物照片，这个是三维模型，请参考。

guowanjun · 发表于 2010-4-22 23:35:24

航空发动机叶片多为钴基或镍基合金，钛合金叶片尚处于研发阶段，本例零件为镍基合金。一般说来，航空发动机的零件结构是很难通过设计更改的，只能想方设法改进铸造工艺。

范恋雪 · 发表于 2010-4-23 07:48:01

楼主可否尝试下吧铸件横过来组树，浇口就紧靠着上沿

castengineer · 发表于 2010-4-23 07:56:24

谈几点意见,仅供参考.
1:把叶片的凹形面向外组树,浇注后从型壳侧向吹微风.
2:在内圆角缩松处做仿型冷铁[15毫米等厚(如小再加厚).最好在冷铁的侧向周边焊尖爪,抓壳],表面喷麻面,镀暗铬.在两遍壳后,用稠浆粘在内圆角缩松处.用稠浆涂抹复盖.干燥后,再正常挂浆制壳.(注意:先做几个试一下.在壳焙烧后冷铁处应没有壳的裂纹,再生产试.)

guowanjun · 发表于 2010-4-24 23:20:06

镍基合金的糊状凝固区在1200~1300℃左右，真空浇注后出炉在到冷却架上，金属已经冷却到固相线以下了，因此“吹微风”到方式不太可行。

我们常用的方法是通过耐高温陶瓷棉包裹来建立理想的温度梯度帮助减少热节，可惜试验了好多次不太成功。

楼上提到的放置“仿型冷铁”主意很好，但是操作起来太复杂了。撇开一个模组有20个以上的零件不说，由于零件间距和组合方向的原因，面向里的叶盆侧无法正确安置冷铁，在另外转接处的显微疏松不只在内凹的叶盆侧，在叶背侧同样有，所以凹面向外的组合方式也不能彻底解决问题。

范工能否把方案说的具体点，说着给个简单的示意图。

castengineer · 发表于 2010-4-25 09:52:53

本帖最后由 castengineer 于 2010-4-25 10:03 编辑

如这样:
1:加大叶根和叶冠的浇口截面,并加大叶根和叶冠上的补缩冒口体积.
2:减小零件间距.
3:按图示的椭圆区的叶根区和叶冠区的壳型做成连体壳.如能加耐高温陶瓷棉包裹就更好了
试一下,应该有效果.

guowanjun · 发表于 2010-4-25 23:02:24

曾经尝试过把一模24个减小到20个，对叶根转角处的疏松有轻微些许改善，但是叶冠却更糟糕了。

请问把叶根区和叶冠区的壳型做成连体壳，是出于降低叶冠和叶根浇口冷却速度的目的吗？这个方案我们试一下。

我十分赞成增大浇口的做法，只是对浇口比例的把握不太有经验，发几张剖切图给大家展示一下大致的浇口比例，另外转接处R的大小如何选取？

guowanjun · 发表于 2010-4-25 23:10:53

对于叶根与叶身转角R处的疏松，增大浇口是否受限于零件叶根出的瓶颈结构？补缩20mm以外且截面积不是理想的顺序凝固，不知道把握如何。

castengineer · 发表于 2010-4-26 09:39:29

本帖最后由 castengineer 于 2010-4-27 09:46 编辑

一:减小零件之间的距离---增加两零件之间,在铸件凝固过程中释放的凝固潜热,对两零件之间的壳型加热,使两零件之间的壳型的温度增高,这样才能使叶片在整个凝固过程中,始终保持液体金属液对缩松区的补缩.这和你单独减小件间距离目的不同.
2:模拟图看不出叶根和叶冠部位.在"叶片"图示部位要增加侧冒口(反重力补缩缩松部位比较困难).增加侧冒口的高度要高于缩松区1/5-1/4.
3:"赞成增大浇口的做法，只是对浇口比例的把握不太有经验".按你的模拟图:铸件基本是底注方式.浇口模数为叶根和叶冠部位模数1.25倍为好.冒口为1.5倍.最好用PROCAST软件模拟一下.PROCAST模拟软件.对蜡模铸造模壳的热场模拟分析是不错的.
4:叶片-1图中外两侧的R值大为好.
希望对你有帮助.

guowanjun · 发表于 2010-4-27 22:38:43

十分感谢您的建议！

weiwk · 发表于 2010-5-1 21:05:43

制壳时可采用不同材料，圆角处可选用导热大的铬铁矿砂，其它位置可选用导热低的材料。

daoermo · 发表于 2010-5-7 17:17:14

学习了

gavin · 发表于 2010-5-8 20:37:24

楼主改天把模拟的结果传上来，让大家学习一下。

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