[发明专利]一种复杂高温合金喷嘴环的精密铸造工艺

说明书

本发明涉及一种复杂高温合金喷嘴环的精密铸造工艺，主要包括以下步骤：（1）零件模具设计制造；（2）陶瓷芯制备；（3）型壳浆料的制备；（4）零件型壳的制备；（5）型壳的脱蜡；（6）型壳的预焙烧；（7）零件的浇注。本工艺中陶瓷芯为一种氧化硅、铝酸钴复合而成的硅基陶瓷，铝酸钴涂覆在陶瓷芯表面能有效地减少零件内腔表面的缩松。成功的解决了传统铸造工艺铸件内腔存在氧化和缩松的问题，本发明涉及的制备工艺模壳浆料为硅溶胶、耐火粉、铝酸钴等混合浆料，有利于零件表面的快速冷却，保证零件表面平整度。

技术领域

本发明属于航空精密铸造技术领域，具体涉及一种复杂高温合金喷嘴的精密铸造工艺。

背景技术

该产品喷嘴环主要用在航改燃气轮机上面。该系列燃气轮机有着非常广泛的用途，可应用于船舶动力，发电等多种目的。因此该类产品市场前景巨大，但复杂的产品结构，非常高的产品质量要求，使得该类产品长期为欧美发达国家少数公司垄断，我们有必要开发此类产品，可以成功打破欧美的垄断。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种高温合金涡轮的精密铸造工艺。本发明制备工艺所用陶瓷芯为一种氧化硅、铝酸钴复合材料，其能有效地降低零件内腔表面的缩松，模壳浆料采用硅溶胶、耐火粉、铝酸钴等混合浆料，有利于零件表面的快速冷却，保证零件表面平整度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种复杂高温合金喷嘴环的精密铸造工艺，其特征在于，主要包括以下步骤：

（1）零件模具设计制造：采用多个水溶芯拼接成型叶片结构，多个陶瓷芯成型产品型腔；

（2）陶瓷芯制备：基于零件内腔的复杂结构，零件内腔采用陶瓷芯填充，陶瓷芯为硅基陶瓷，表面涂覆铝酸钴以减少零件表面缩松；

（3）型壳浆料的制备：面层浆料以w1:w2:w3的重量比例将快干硅溶胶、锆英粉、铝酸钴粉混合，搅拌混合均匀；

背层浆料以W1:W2的比例将硅溶胶、莫来粉混合，并搅拌混合均匀；

（4）零件型壳的制备：将陶瓷芯和水溶芯放入零件蜡模模具，充入填充蜡压制成型零件蜡模，将零件蜡模浸入步骤（3）中的所述面层浆料和背层浆料后，旋转3~5s后取出，获得均匀涂层，使用不同粒径的型砂均匀淋在蜡模上，面层制作两层，背层制作6层，重复以上操作多次，获得零件型壳；

（5）型壳的脱蜡：将型壳放入脱蜡釜，在温度T1和压力P1下将蜡模脱去；

（6）型壳的预焙烧：将型壳放入焙烧炉中焙烧，将残余蜡和型壳水分除掉，从而增加模壳高温强度；

（7）零件的浇注：将零件型壳预热至预热温度，保温后对合金进行精炼，精炼后将合金在温度T2下真空浇注得到带浇道零件，最后切割打磨，得到所需形状的工件。

进一步地，步骤（2）中所述陶瓷芯为氧化硅、铝酸钴复合而成的硅基陶瓷。

进一步地，步骤（3）中所述面层浆料的粘度为28~32s，pH值为8.5~10；背层浆料的粘度为15~20s，pH值为8.5~10。

进一步地，步骤（3）中，

面层浆料的混合比例w1:w2:w3为：(2-2.5):(5-5.5):(0.4-0.5)，搅拌时间为24h以上，直至浆料混合均匀；

背层浆料的混合比例W1:W2为：1:（1.4-1.5），搅拌时间为8h以上，直至浆料混合均匀。

进一步地，步骤（5）中，温度T1为170-180℃，压力P1为0.8-1.0Mpa。

进一步地，步骤（6）中焙烧炉的温度为950~1000℃，焙烧时间为1±0.1 h。