本发明专利技术公开了一种高温合金薄壁铸件浇注方法，改进了浇注系统，其结构为直浇道－内浇道式，缩短金属液流程，减少了热损失，提高了金属液的充型能力，形成了顺序凝固，有效地抑制了铸造应力产生，降低了铸件裂纹倾向，大幅减少了欠铸和冷隔缺陷。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，改进了浇注系统，其结构为直浇道－内浇道式，缩短金属液流程，减少了热损失，提高了金属液的充型能力，形成了顺序凝固，有效地抑制了铸造应力产生，降低了铸件裂纹倾向，大幅减少了欠铸和冷隔缺陷。【专利说明】
本专利技术涉及金属铸造领域，尤其是改进后的高温合金薄壁铸件浇注系统。
技术介绍
随着航空发动机设计结构的轻量化、性能和推重比的提高，发动机中所应用的铸件数量在不断地增加，铸件尺寸也越来越大，而铸件的壁厚却在不断的减薄，铸件最小壁厚已达0.5mm左右。为保证发动机使用可靠性及使用寿命，这些薄壁铸件均采用高温合金制造。由于薄壁铸件的结构及高温合金的铸造特点，该类铸件生产工艺难度较大，工艺设计的合理性、可行性成为该类铸件是否能满足要求的关键。某调节片结构是典型的薄壁件结构，其最薄处壁厚为0.8mm，平均壁厚约为1mm，长330mm，宽240mm，铸件正面是有弧形与夹角形成的弧平面，背后分布多条纵横交错既厚又高的加强筋，在加强筋处有3个安装凸台，在薄壁上形成了热节(见图1)。铸件95%的部位无需加工，基本为无加工余量铸造，采用的合金为高温合金K424。研制初期，铸件经常出现冷隔、欠铸、裂纹等冶金缺陷，由于高温合金铸件的不可修补特点，使得铸件大量报废，严重影响着研制项目的顺利进行。
技术实现思路
为了解决铸件经常出现冷隔、欠铸、裂纹等冶金缺陷，本专利技术提出了，其具有浇注方案简单，减小了铸件出现冷隔、欠铸、裂纹等冶金缺陷的几率。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是改进了浇注系统，其结构为直浇道一内浇道式，如附图2所示。上述浇注系统，8个内浇道均匀焊接在加强筋上，并在距直浇道较远的壁厚差较大处由直浇道引出2个内浇道。本专利技术的有益效果是缩短金属液流程，减少了热损失，提高了金属液的充型能力，形成了顺序凝固，有效地抑制了铸造应力产生，降低了铸件裂纹倾向，大幅减少了欠铸和冷隔缺陷。【专利附图】【附图说明】图1调节片铸件结构不意图； 图2改进前浇注系统； 图3改进浇注系统组合图； 图4图2的A-A剖面图； 图5欠铸、冷隔在铸件中所占比例图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。1.初始浇注系统 初始浇注系统的结构为直浇道一横浇道一直浇道一内浇道，此方案结构复杂。图2为初始浇注系统，可以看出金属液由浇口杯进入，通过主浇道到达铸件经过3层浇道，金属液流程长，流通不畅，每经过一次浇道金属液的流速就会有所减慢，热量损失大，不利于薄壁件的成形，充型能力差。浇注系统的内浇道及内冒口过多，导致金属液流向复杂，液流紊乱，不利于形成顺序凝固。铸件极易产生欠铸、冷隔等铸造缺陷。2.改进后浇注系统 针对零件的结构特点及初始浇注系统设计缺点，改进了浇注系统，其结构为直浇道一内浇道式，见图3。8个内浇道均匀焊接在加强筋上，并在距直浇道较远的壁厚差较大处由直浇道引出2个内浇道，此内浇道既把金属液引入铸型又起到了补缩作用。采用此方案浇注时，金属液经过直浇道、内浇道到达型腔。此方案缩短金属液流程，减少了热损失，提高了金属液的充型能力，形成了顺序凝固，有效地抑制了铸造应力产生，降低了铸件裂纹倾向，大幅减少了欠铸和冷隔缺陷。根据比例因数法确定内浇道的尺寸，此法根据铸件上内浇道设置部位的热节圆直径或热节截面面积确定Dg = (0.6~1.0) D cSg = (0.4 ~0.9) S c ( I ) 式中，D c和S c分别为铸件热节圆直径和热节截面积； D g，S g分别为内浇道直径和内浇道截面积。铸件的热节部位截面为5mmX 15mm的矩形，铸件热节当量圆D c约为10mm，S c约为7 5 mm2，内浇道直径为D g = 0.8X1.0 = 8mm,内浇道截面积为S g = 0.8X75 = 60mm2,由于铸件热节的截面为矩形，按照经验内浇道截面也选取为矩形，大小根据当量热节圆计算，内浇道截面为4 _X I 5_。工艺出品率和品质分析 铸件工艺出品率为铸件质量与铸件和浇注系统总质量之比，原工艺铸件出品率L ch=0.35X2/9.8^0.07，改进后铸件出品率L ch = 0.35X2/5 = 0.14。可以看出新的浇注系统使铸件出品率提高了 I倍，并且采用改进后浇注系统后铸件的合格率提高了 3倍。改进浇注系统后，欠铸、冷隔缺陷明显减少，图5是浇注系统改进前和改进后欠铸、冷隔情况的对比，图5中f 18批次是浇注系统改进前欠铸、冷隔缺陷在铸件中所占比例，19^30批次是浇注系统改进后欠铸、冷隔缺陷的比例。从图4中可看出采用初始浇注系统浇注的铸件，存在严重的欠铸、冷隔冶金缺陷，浇注系统改进后欠铸、冷隔明显减少。【权利要求】1.，其特征是改进了浇注系统，其结构为直浇道一内浇道式，如附图2所示。2.根据权利要求1所述的浇注系统，其特征是，8个内浇道均匀焊接在加强筋上，并在距直浇道较远的壁厚差较大处由直浇道引出2个内浇道。【文档编号】B22C9/08GK103521706SQ201210419917【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年10月29日 优先权日:2012年10月29日 【专利技术者】沈恒涛, 曲长春 申请人:洛阳希诺能源科技有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高温合金薄壁铸件浇注方法，其特征是改进了浇注系统，其结构为直浇道－内浇道式，如附图2所示。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：沈恒涛，曲长春，
申请(专利权)人：洛阳希诺能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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