用于涡轮叶片的陶瓷型芯收缩率测试模具制造技术

本发明专利技术适用于涡轮叶片陶瓷型芯技术领域，提供了一种用于陶瓷型芯收缩率测试模具，所述模具包括：型芯收缩率测试标样成型模具以及与所述型芯成型模具匹配的蜡模模具，所述型芯成型模具用于制造型芯收缩率测试标样，所述蜡模模具用于制备基于所述型芯的铸造收缩率测试样件。本发明专利技术收缩率测试模具制造的型芯结构的厚度在第一方向上各不相同，在第二方向上的长度各不相同，通过在型芯素坯成型、烧结、和铸造的过程中分别对型芯的各个测量部的厚度、长度以及宽度的变化进行测量，根据测量值可以计算得到型芯的成型收缩率、烧结收缩率、铸造收缩率，这些收缩率结果对涡轮叶片型芯的工艺开发具有非常重要的参考价值。具有非常重要的参考价值。具有非常重要的参考价值。

【技术实现步骤摘要】
用于涡轮叶片的陶瓷型芯收缩率测试模具


[0001]本专利技术属于收缩率测试
，尤其涉及一种用于涡轮叶片的陶瓷型芯收缩率测试模具及测试方法。

技术介绍

[0002]涡轮叶片是航空发动机燃气涡轮的核心热部件，它的承温能力决定了涡轮进口温度和发动机燃油效率。涡轮叶片通常采用空心结构以提高承温能力，陶瓷型芯是实现涡轮叶片空心结构的关键转接件，为了保证涡轮叶片内腔尺寸的合格率，尺寸满足设计要求的陶瓷型芯是必要条件之一。
[0003]成型收缩率、烧结收缩率和铸造收缩率是陶瓷型芯生产工艺至关重要的技术指标，现有的涡轮叶片陶瓷型芯收缩率测试方法是参照《HB 5353.2
‑
2004熔模铸造陶瓷型芯性能试验方法第2部分：烧成收缩率的测定》的规定，使用形状非常简单的标准样件进行测量。但因为涡轮叶片的结构存在厚薄差异大、不同型号的涡轮叶片长度差异大、涡轮叶片本身特有的结构特征与HB5353.2规定的标准试样形状差别大等原因，导致标准试样测试的成型收缩率和烧结收缩率结果与涡轮叶片陶芯实际情况存在很大的差异，造成陶芯生产工艺的不适用。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种用于涡轮叶片的陶瓷型芯收缩率测试模具及测试方法，旨在解决现有收缩率上述技术问题。
[0005]本专利技术是这样实现的，一种用于涡轮叶片的陶瓷型芯收缩率测试模具，包括：型芯成型模具以及与所述型芯成型模具匹配的蜡模模具，所述型芯成型模具用于制造型芯收缩率测试标样，所述蜡模模具用于基于所述型芯制造铸造收缩率测试样件；<br/>[0006]其中，所述型芯成型模具包括基部型腔及与所述基部型腔连通的主体型腔，所述主体型腔上设置有多个测试型腔，所述多个测试型腔的厚度在第一方向上各不相同，所述多个测试型腔在第二方向上的长度各不相同，所述基部上设置有一用于在所述型芯上形成参考面的平面，所述第一方向与所述平面平行，所述第二方向与所述平面垂直；
[0007]所述多个测试型腔在所述第一方向上的不同厚度是根据所述涡轮叶片用的陶瓷型芯结构在所述第一方向上的厚度变化特征进行的简化分布，所述多个测试型腔在所述第二方向上的不同长度变化是根据所述涡轮叶片用的陶瓷型芯结构在所述第二方向上的长度变化特征进行的简化分布；
[0008]所述蜡模模具的形状与所述型芯成型模具的形状相对应以基于所述型芯收缩率测试标样铸造铸造收缩率测试样件用于测试型芯铸造收缩率。
[0009]优选的，所述多个测试型腔在第一方向上呈厚度逐步递减的阶梯结构设置。
[0010]优选的，所述多个测试型腔包括：第一测试型腔、第二测试型腔、第三测试型腔以及第四测试型腔。
[0011]优选的，所述第一测试型腔的厚度为8mm，所述第二测试型腔的厚度为 5mm，所述第三测试型腔的厚度为3mm，所述第四测试型腔的厚度为0.5mm。
[0012]优选的，所述第二测试型腔与所述第三测试型腔之间设置有一用于在型芯上形成收缩槽的间隔部。
[0013]本专利技术同时提供一种基于上述测试模具的陶瓷型芯收缩率测试方法，包括步骤：
[0014]S1、通过所述型芯成型模具制造型芯素坯作为型芯收缩率测试样品，其中，所述型芯素坯具有与所述涡轮叶片用陶瓷型芯结构对应的多个测量部；
[0015]S2、分别对每个所述型芯素坯的多个测量部的厚度、长度进行测量得到素坯测量值，计算根据所述素坯测量值和模具测量值的比值获得所述型芯素坯的成型收缩率；
[0016]S3、对所述多个型芯素坯进行烧结获得对应数量的烧结型芯；
[0017]S4、分别对每个所述烧结型芯的多个测量部的厚度、长度进行测量得到烧结测量值，计算所述烧结测量值与素坯测量值的比值获得所述烧结型芯的烧结收缩率；
[0018]S5、将多个所述烧结型芯放入所述蜡模模具制作蜡模，并基于所述蜡模，采用精密铸造方法制作多个金属铸件作为铸造收缩率测试样件；
[0019]S6、分别对每个所述金属铸件上与型芯多个测量部对应的厚度、长度进行测量得到铸造测量值，计算根据所述铸造测量值和烧结测量值的比值获得所述型芯的铸造收缩率。
[0020]优选的，所述多个测量部包括在所述第一方向上根据所述涡轮叶片用的陶瓷型芯结构在所述第一方向上的厚度变化特征进行的简化分布，以及包括在所述第二方向上根据所述涡轮叶片用的陶瓷型芯结构在所述第二方向上的长度变化特征进行的简化分布。
[0021]优选的，所述素坯测量值是对多个型芯素坯进行测量后取的算术平均值；
[0022]所述烧结测量值对多个烧结型芯进行测量后取的算术平均值；
[0023]所述铸造测量值是对多个铸造收缩率测试样件进行测量后取的算术平均值。
[0024]优选的，所述步骤S6中，使用三坐标扫描或蓝光扫描获取所述铸造测量值。
[0025]优选的，所述步骤S2中，计算根据所述素坯测量值和模具测量值的比值获得所述型芯素坯的成型收缩率包括：
[0026]获取所述素坯型芯不同厚度区域的长度方向的成型收缩率；
[0027]获取所述素坯型芯不同厚度的成型收缩率；
[0028]获取所述素坯型芯弦宽方向的成型收缩率；
[0029]所述步骤S4中，根据所述烧结测量值获得所述烧结型芯的烧结收缩率包括：
[0030]获取所述烧结型芯不同厚度区域的长度方向的成型收缩率；
[0031]获取所述烧结型芯不同厚度的成型收缩率；
[0032]获取所述烧结型芯弦宽方向的成型收缩率；
[0033]所述步骤S6中，根据所述铸造测量值获得所述铸件型芯的铸造收缩率包括：
[0034]获取所述铸造型芯不同厚度区域的长度方向的成型收缩率；
[0035]获取所述铸造型芯不同厚度的成型收缩率；
[0036]获取所述铸造型芯弦宽方向的成型收缩率。
[0037]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术收缩率测试模具制造的型芯结构的厚度在第一方向上各不相同，在第二方向上的长度各不相同，通过在型芯制造、烧
结、和铸造的过程中分别对型芯的各个测量部的厚度、长度以及宽度的变化进行测量，根据测量值可以计算得到对应的成型收缩率、烧结收缩率、铸造收缩率，这些收缩率结果对涡轮叶片型芯的工艺开发具有非常重要的参考价值。
附图说明
[0038]图1是本专利技术提供的一种型芯成型模具的结构示意图；
[0039]图2是本专利技术提供的一种蜡模模具的结构示意图；
[0040]图3是本专利技术提供的蜡模模具装配型芯的结构示意图；
[0041]图4是本专利技术提供的基于型芯成型模具制造的型芯结构示意图；
[0042]图5是本专利技术提供的型芯的剖视图；
[0043]图6是本专利技术提供的金属铸件结构示意图(剖面)。
具体实施方式
[0044]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于涡轮叶片的陶瓷型芯收缩率测试模具，其特征在于，包括：型芯成型模具以及与所述型芯成型模具匹配的蜡模模具，所述型芯成型模具用于制造型芯收缩率测试标样，所述蜡模模具用于基于所述型芯制造铸造收缩率测试样件；其中所述型芯成型模具包括基部型腔及与所述基部型腔连通的主体型腔，所述主体型腔上设置有多个测试型腔，所述多个测试型腔的厚度在第一方向上各不相同，所述多个测试型腔在第二方向上的长度各不相同，所述基部上设置有一用于在所述型芯上形成参考面的平面，所述第一方向与所述平面平行，所述第二方向与所述平面垂直；所述多个测试型腔在所述第一方向上的不同厚度是根据所述涡轮叶片用的陶瓷型芯结构在所述第一方向上的厚度变化特征进行的简化分布，所述多个测试型腔在所述第二方向上的不同长度变化是根据所述涡轮叶片用的陶瓷型芯结构在所述第二方向上的长度变化特征进行的简化分布；所述蜡模模...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘智平，郭建政，
申请(专利权)人：深圳市万泽中南研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：