[发明专利]一种消除K4169合金航空发动机机匣铸件变形的方法

说明书

本发明公开了一种消除K4169合金航空发动机机匣铸件变形的方法：将铸件放置在校正基座上；采用ZGCr25Ni20合金制成的第一、第二校正胎模呈环形，并分别配合在所述铸件的环形槽内的外侧环形壁和内侧环形壁上；第一、第二校正胎模之间的相邻面为一对锲形面，在该对锲形面之间紧配合有多个均匀分布的锲形块，在所述第一、第二校正胎模和锲形块的顶面放置压载，并形成组合体，在高温下利用校正胎模膨胀挤压作用，消除铸件特定部位的变形。本发明通过多次校正，减小了铸件凝固、冷却对变形的影响，铸件未出现裂纹等有害缺陷；校正后铸件尺寸稳定，表明铸件没有因为校正而增加有害的残余应力。

技术领域

本发明涉及一种K4169合金大型复杂结构铸件变形控制技术，特别是一种消除K4169合金航空发动机机匣铸件变形的方法。

背景技术

增加航空发动机涡轮前进气温度和减重是提高其推重比的主要途径。构成航空发动机的主要承力部件，如高温合金涡轮后机匣、钛合金中介机匣等部件的结构设计复杂，对其金属基体材料及其加工技术提出了更加苛刻的要求。从世界航空发达国家发展的历程和未来趋势看，在发动机推力一定的情况下，通过机匣类铸件薄壁化、高度集成化的复杂结构和采用整体精铸技术，使发动机减重并提高可靠性，大大提升了发动机性能，也是提高发动机推重比的有效途径之一。

近净形熔模精密铸造技术是国内外制备发动机大型复杂结构最重要的技术。该技术通过采用可熔失的蜡料制造蜡模，然后制作陶瓷型壳，熔失掉蜡模后对陶瓷型壳进行焙烧，最后将熔融的金属液浇注到型壳中，待金属液凝固、冷却后清壳，得到所需的铸件。通过对铸型材料以及对铸件成型过程中各工艺环节和工艺因素的严格控制，进行必要的热处理，可获得工作面无需机械加工或只进行局部打磨的近净形铸件。因此熔模精密铸造技术具有铸件尺寸精度高、表面粗糙度低、可用于铸造形状、结构复杂的大型薄壁复杂结构铸件的优点。

采用熔模精密铸造技术生产大型复杂结构铸件时，由于铸件结构复杂，保证铸件成型所采用的浇注系统特别复杂，铸件凝固、冷却导致的变形无法避免，通过热校正的方法消除铸件变形是保证铸件尺寸精度的有效途径。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种消除K4169合金航空发动机机匣铸件变形的方法，具体是消除该铸件在采用熔模精密铸造成型时因凝固、冷却而导致的变形，以满足航空发动机机匣铸件的精度需求。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种消除K4169合金航空发动机机匣铸件变形的方法，采用的发明构思是：采用一种与铸件材料K4169合金不一样的材料ZGCr25Ni20合金制作校正胎模，利用在特定温度范围内校正胎模材料的膨胀系数大于铸件材料的特性，利用校正胎模的膨胀施压作用于铸件，在适当的高温状态下逐渐消除铸件特定部位的变形。

本发明具体提供了一种消除K4169合金航空发动机机匣铸件变形的方法，该铸件的一侧外周部呈环形，该外周部的内侧具有环形槽，包括如下步骤：

（1）、将铸件F放置在校正基座A上；采用ZGCr25Ni20合金制成的第一校正胎模B、第二校正胎模C呈环形，并分别配合在所述铸件的环形槽内的外侧环形壁和内侧环形壁上；第一、第二校正胎模之间的相邻面为一对锲形面，在该对锲形面之间紧配合有多个均匀分布的锲形块D，在所述第一校正胎模B、第二校正胎模C和锲形块D的顶面放置压载E，并形成组合体；

（2）、将所述组合体送入真空炉中，开启真空炉的真空系统给炉膛抽真空；

（3）、当炉膛真空度达到1.2-1.5Pa时，送电升温至900-1000℃、保温2.5小时以上；利用第一、第二校正材料的膨胀系数大于所述铸件材料的特性，同时对所述铸件的环形槽内的外侧环形壁和内侧环形壁进行挤压，以消除所述铸件的变形；

（4）、随炉冷却至730-820℃保温2.5小时以上；

（5）、快速充入氩气冷却至80℃以下出炉；