[发明专利]一种分瓣转轮的铸造方法

说明书

本发明属于铸造技术领域，特别涉及一种分瓣转轮的铸造方法，通过合理的设置冒口、冷铁、补贴等措施解决叶片与下环形成的曲线热节补缩问题，采用实体外模模具形成下环外轮廓，叶片组及下环内部轮廓结构采用3D打印成型技术打印为整体砂芯，以保证叶片型线成型困难问题；最终保证生产出符合标准精度要求的分瓣转轮铸件，显著提高分瓣转轮铸件的铸造质量。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，特别涉及一种分瓣转轮的铸造方法。

背景技术

分瓣转轮铸件为水轮机发电行业配套零件，分瓣转轮包括叶片组、下环两部分组成，下环为360°L型圆环，叶片为复杂曲线条状结构，叶片按照曲线螺旋顺序镶嵌于下环面，组成分瓣转轮结构。由于叶片组与下环为整体结构，为保证质量需要将叶片组与下环整体铸造。采用整体铸造的难点在于：

1)由于分瓣转轮轮廓尺寸较大，叶片曲面复杂，一般叶片最薄处为13mm，叶片的型线与下环相交处形成铸造热节，叶片型线长导致叶片的型线与下环相交处形成曲线狭长热节，冒口无法全部覆盖补缩；并且叶片型线复杂、壁薄，使得浇注过程易集渣，导致浇注系统设计难度大。

2)针对复杂的叶片曲面，无法采用实体模具制作，必须设计组芯方案，现有技术中组芯方案芯盒叶片之间砂芯单薄，且由于叶片型线为不规则曲面，易导致芯盒曲面活料数量较多，不易控制叶片型线，同时需要设计多数量砂芯，砂芯与砂芯间尺寸配合不准确易导致叶片尺寸存在偏差。

因此，根据分瓣转轮的结构特点采用整体铸造工艺，尺寸不易控制，生产难度大，如何设计出合理的铸造方案，生产出符合标注精度要求的分瓣转轮是目前丞待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要提出一种分瓣转轮的铸造方法，解决目前采用整体铸造工艺铸造分瓣转轮尺寸不易控制、生产难度大的问题，且防止在铸造过程中产生铸造缺陷，提高环类铸钢件的铸造质量。

一种分瓣转轮的铸造方法，所述分瓣转轮包括叶片组和下环两部分，铸造方法包括：

采用叶片组朝下放置的铸造方案，将叶片组和下环进行整体铸造。

将所述分瓣转轮的热节自上向下分布为第一层热节、第二层热节，在所述第一层热节处设置若干明冒口，在所述第二层热节处设置若干暗冒口。

在所述明冒口的下方设置补贴；在相邻所述冒口之间设置分区冷铁。

在每个叶片底部设置内浇口，且在叶片末端设置集渣槽。

作为本发明进一步的方案，所述铸造方法还包括，设计整体砂芯成型各叶片和下环内部结构，设计外模成型下环外部结构。由于叶片型线结构复杂，若采用实样模具无法实现叶片成型，因此采用整体砂芯成型各叶片和下环内部结构，采用外模成型下环外部结构，然后将所述整体砂芯与所述外模模具组装形成整体的分瓣转轮结构。

作为本发明进一步的方案，将所述整体砂芯划分为上层砂芯和下层砂芯。

作为本发明进一步的方案，将所述上层砂芯采用3D打印为整体砂芯，将所述下层砂芯划分为若干砂芯模块。采用3D打印制造各所述砂芯模块。

作为本发明进一步的方案，所述明冒口的模数大于或者等于所述第一层热节的模数的1.2倍。

作为本发明进一步的方案，所述暗冒口的模数大于或者等于所述第二层热节的模数的1.4倍。

作为本发明进一步的方案，所述浇注系统设计为钢液从叶片底部进流，且所述内浇口的进流速度小于＜0.5m/s，这样可保证整体型腔内的钢液进流平稳及凝固温度场的均匀性。

作为本发明进一步的方案，根据分瓣转轮的结构特点浇注系统设计时必须是钢液从叶片底部进流，这样可防止钢水倒流导致钢液冲刷叶片型线变形。