[发明专利]用于镍基合金铸造性能评价的复杂薄壁熔模铸件及方法

权利要求书

1.一种用于镍基合金铸造性能评价的复杂薄壁熔模铸件，其特征在于，所述铸件结构为环套环结构，所述环套环结构包括内环和外环，所述内环和外环为同心圆，经过圆心设有连接内环和外环的十字形横浇道，该横浇道将内环和外环等分为四个大扇形区域，所述十字形横浇道连接外环的端部均为丫字形结构，四个所述丫字形结构与外环之间构成四个小扇形区域，所述小扇形区域位于上述两个大扇形区域的相邻处，各所述丫字形结构的上部两开口边上设有多个小支柱，其中：

为了考察大面积薄壁充型能力的薄板设计，在所述小支柱之间设有一系列不同长度和厚度的薄板即不同面厚比的大面积薄板，两个所述小支柱之间为一大面积薄板；

为考察热裂倾向的变截面设计，在外环上设有不同厚度变化的台阶；

为考察补缩距离的薄板设计，在所述内环和外环上设有大支柱，所述大支柱上设有厚度、长度变化的补缩薄板；

为考察远距离充型能力的底注式薄板设计，在外环一侧设有不同厚度、不同长度的大面积环形薄板。

2.根据权利要求1所述的用于镍基合金铸造性能评价的复杂薄壁熔模铸件，其特征在于，所述小支柱在同一丫字形结构的上边开口两边成对布置，在同一丫字形结构的同一条边上的所述小支柱之间通过小圆柱连接加固，在两丫字形结构的相邻边上的所述小支柱之间设置所述不同面厚比的大面积薄板。

3.根据权利要求1所述的用于镍基合金铸造性能评价的复杂薄壁熔模铸件，其特征在于，所述不同厚度变化的台阶设置于外环上且位于所述外环与所述丫字形结构之间形成的小扇形区域中。

4.根据权利要求3所述的用于镍基合金铸造性能评价的复杂薄壁熔模铸件，其特征在于，每种厚度的台阶设有两组。

5.根据权利要求1-4任一项所述的用于镍基合金铸造性能评价的复杂薄壁熔模铸件，其特征在于，所述外环上设置台阶的位置，同时设有一大支柱，该大支柱上也设置有厚度、长度在一定范围变化的补缩薄板。

6.根据权利要求1-4任一项所述的用于镍基合金铸造性能评价的复杂薄壁熔模铸件，其特征在于，所述环形薄板设置在外环上，且位于两所述丫字形结构的相邻边之间，即位于大扇形区域中且位于小扇形区域外。

7.根据权利要求1-4任一项所述的用于镍基合金铸造性能评价的复杂薄壁熔模铸件其特征在于，所述十字形横浇道在外环和内环的圆心处，设有一圆柱形直浇道。

8.根据权利要求7所述的用于镍基合金铸造性能评价的复杂薄壁熔模铸件，其特征在于，上述的小支柱、大支柱、台阶、圆柱形直浇道以及各种薄板均位于外环和内环的同一侧面。

9.一种用于镍基合金铸造性能评价的方法，其特征在于，该方法具体步骤为：

第一步，在真空条件下，镍基高温合金在氧化铝莫来石坩埚中加热熔化，过热至1580-1620℃保温精炼10-20min，降温至1480-1530℃；

第二步，根据权利要求1中铸件结构设计，分结构制作蜡模模具，并压制蜡模和组装蜡模，再按照传统的沾浆淋砂工艺制作陶瓷模壳，陶瓷模壳脱蜡后在温度900-1020℃下，焙烧30-50小时；

第三步，真空浇铸，浇铸时镍基高温合金液温度1480-1530℃，陶瓷模壳温度900-1020℃，浇注速度20-25kg/s，充型时间10-15s，浇注完毕后，破真空，铸件的小支柱、大支柱和圆柱形直浇道处加入镁粉保温，空冷，清理后得到熔模铸件；

第四步，通过测量清理后的熔模铸件大面积薄板薄壁欠浇面积，获得大面积薄壁欠浇百分比；观察变截面台阶处是否存在热裂纹；制作金相样品，获得补缩薄板薄壁补缩距离数据；查看铸件距离圆柱形直浇道最远位置大面积环形薄板是否充型良好，有无冷隔现象；从而完成镍基合金铸造性能评价。