[发明专利]一种解决单晶铸造用型壳膨胀的方法

说明书

技术领域

本发明属于熔模精密铸造技术领域，特别涉及一种解决单晶铸造用型壳膨胀的方法。

背景技术

单晶铸造工艺经过不断发展，越来越成熟，已在航空发动机领域得到应用。单晶铸造用型壳需要在1500℃以上的高温下长时间工作，型壳需具有足够的耐热性、高温强度，因此获得优质的单晶铸造用型壳显得尤为重要。为使型壳在高温浇注下不发生变形膨胀，往往采取的措施是在制壳材料中添加矿化剂、纤维等材料，此法获得的型壳在1550℃左右浇注时依然会发生膨胀现象，尤其是大平面铸件，胀壳现象特别严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决单晶铸造用型壳膨胀的方法，用于提高型壳高温强度，来改善乃至消除型壳膨胀的问题。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种解决单晶铸造用型壳膨胀的方法，包括如下步骤：

1)将制备好的纯硅溶胶型壳，抽真空后对型壳进行加热；

2)型壳从室温升温至800℃～900℃时，保温2min～3min；

3)继续送电，加热至1190℃～1210℃时，保温5min～10min；

4)继续送电，加热至1420℃～1440℃时，保温20min～30min；

5)继续送电，加热至1530℃～1550℃时，保温1min～3min后进行浇注。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，型壳放在单晶浇注炉中，真空条件下加热。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中，升温速率为35℃/min。

本发明进一步的改进在于，步骤3)中，升温速率为30℃/min。

本发明进一步的改进在于，步骤4)中，升温速率为40℃/min。

本发明进一步的改进在于，步骤5)中，升温速率为35℃/min。

本发明具有如下的有益效果：

本发明提供的解决单晶铸造用型壳膨胀的方法，其操作过程简单，并且能够有效提高单晶铸造用型壳高温强度，使型壳膨胀变形率从100％降低到1.5％，使铸件合格率得到显著提高，节约了生产成本，产生了巨大的经济效益。

实践证明，经过本发明提供的方法处理后的型壳，对浇注后铸件进行外观和尺寸检验。外观检验100％合格，未发现铸件变形。尺寸检验100合格，尺寸变形量从原来最大的35％降低到现在的2％。

附图说明

图1为本发明一种解决单晶铸造用型壳膨胀的方法的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做出进一步的说明。

实施例1

以某机单晶高压涡轮外环为例。实施过程如下：

1)将制备好的单晶高压涡轮外环型壳放入单晶浇注炉，抽真空后对型壳进行加热；

2)型壳从室温以35℃/min速率升温至800℃时保温3min；

3)继续送电，以30℃/min速率加热至1190℃时保温8min；

4)继续送电，以40℃/min速率加热至1420℃时保温20min；

5)继续送电，以35℃/min速率加热至1550℃时保温1min后进行浇注。

对浇注后铸件进行外观和尺寸检验。外观检验100％合格，未发现铸件变形。尺寸检验100合格，尺寸变形量从原来最大的100％降低到现在的3％。

实施例2

以某机单晶涡轮工作叶片为例。实施过程如下：

1)将制备好的单晶涡轮工作叶片型壳放入单晶浇注炉，抽真空后对型壳进行加热；

2)型壳从室温以35℃/min速率升温至900℃时保温2min，继续送电加热；

3)继续送电，以30℃/min速率升温至1200℃时保温10min，继续送电加热；

4)继续送电，以40℃/min速率升温至1440℃时保温25min，继续送电加热；

5)继续送电，以35℃/min速率升温至1540℃时保温2min后进行浇注。

对浇注后铸件进行外观和尺寸检验。外观检验100％合格，未发现铸件变形。尺寸检验100％合格，尺寸变形量从原来最大的30％降低到现在的1.5％。

实施例3

以某机单晶涡轮导向叶片为例。实施过程如下：

1)将制备好的单晶涡轮导向叶片型壳放入单晶浇注炉，抽真空后对型壳进行加热；

2)型壳从室温以35℃/min速率升温至850℃时保温2.5min，继续送电加热；

3)继续送电，以30℃/min速率升温至1210℃时保温5min，继续送电加热；