蜡模尺寸精度控制研究

·330· 垂篙帅嚣 ADr．2009 VOI．58NO．4 大型涡轮叶片无余量精密铸造尺寸精度控制研究 ——蜡模尺寸稳定性 韩伟，于望生，孔胜国，吴剑涛，李俊涛，马章林，赵明汉 (钢铁研究总院高温材料研究所，北京100081) 摘要：针对某大型燃气轮机第四级透平动叶片(四涡动叶片)在生产中，蜡模表面缩陷严重、尺寸稳定性差等问题， 提出了采用冷蜡块二次戍形蜡模，蜡模校正模辅助蜡模冷却定形及检验校正，并分析了各制模工艺 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 对蜡模的影响。 最终拟定的蜡模生产工艺完全达到四涡动叶片蜡模的生产 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 。 关键词：无余量精密铸造；蜡模工艺；冷蜡块；校正模 中图分类号：TG249．5文献标识码：A 文章编号：1001—4977(2009)04一0330—03 DimensiOnalAccuracyCOntrOIOfInvestmentCaStingLarge—SiZe TurbineBIade——一DimensiOnalStab¨itVOfWaxPatternI UrDIneBIaae—一UImenSIOnaIStab¨ItVOtWaXPattern HANWei，YUWang-sheng，KONGSheng·gu0，WUJian-tao，LIJun—tao，MAZhang—lin，ZHAOMing·han (CentraJIronandSteelResearchInSt．tute。Beijing100081，China) AbSt陷ct：T0s0IVetheprobIemsofwaxpattemhappenedinthemanufacture0fthe4thturbine bIade0faIarge-powergasturbinesuchasbadsurfacequa¨tyandpoordimensionaIStabiIIty，some me”10dswereusedtojmproVewaxpatternquaIity，suchasadoptingthecokI”，a×andsettingdie， andtheinfIuencingfactOrsofprocessingparametersonwaxpattemwereanaIyzed．Fina¨y，the processforthe4thturbinebIadewaxpattemachievedtheproductionrequirement． KeywordS：investmentcasting：productionpr0Cess0fwaxpattem；cofdwax；se牡ingdies 燃气轮机已成为2l世纪最具市场应用前景的第三 代动力机械，随着国家政策和市场需求，重型燃气轮 机的自主研发迫在眉睫【】】。K488合金第四级透平动叶 片为某重型燃机的关键核心部件，采用无余量整体精 密铸造而成。四涡动叶片铸件(如图1)是由榫头、下 缘板、叶片和上缘板构成。其中，榫头部位非常厚大， 中心厚度65。6Hun，叶身长度448mm，弦宽157．7mm， 叶身最厚处21．56mm，叶身排气边最薄处仅1mm，叶 片总长605mm，是目前国内研制生产的尺寸最大的高 温合金无余量精铸涡轮叶片。由于四涡动叶片是高温、 缘板 图l叶片结构示意图 Fig．1S协lctIIreof4thturbineblade 高速、高载荷的转动部件，工作环境恶劣、热负荷和 动力负荷大，工作条件非常苛刻，对其冶金质量和尺 寸精度有较高的要求。 四涡动叶片叶身及通道部分是无余量的，其型面 公差为1．6mm、环长公差为1．5mm，达CT6级。由于 叶身部分为复杂的空间曲面及薄厚不均，在生产中给 尺寸精度控制带来很大的困难。蜡模的质量直接决定 了最终铸件的尺寸精度[2-3】，高质量的模具和合理的制 模工艺是保证蜡模质量的关键。在前期工作中，已对 四涡动叶片模具的设计和制造进行详尽的研究，并制 造出了满足四涡动叶片生产的模具。制模工艺对蜡模 尺寸精度有决定性影响，通过采用蜡模假芯技术、合 理的压制参数以及蜡模校正模等手段，可以有效地提 高蜡模的尺寸精度睁肼。 1 冷蜡块 蜡模形状对蜡模收缩有很大影响，由图2可见，蜡 模本身的线收缩率在1％以上，越厚则线收缩率越大。 对于四涡动叶片而言，直接压制的蜡模尺寸精度较低， 无法满足生产要求，所以我们采用的是蜡模假芯技术， 收稿日期：2008一lO一20收到初稿，2008一ll一26收到修订稿。 作者简介：韩伟(1980一)，男，辽宁鞍山人，硕士，研究方向为高温合会无余量精密铸造。E_mail：haDwci333@tom．com 万方数据 铸造 韩伟等：大型涡轮叶片无余量精密铸造尺寸精度控制研究——蜡模尺寸稳定性 ·33l· 即采用预先压制冷蜡块来二次成型四涡动叶片蜡模， 以充分减小榫头和叶身压制后的尺寸收缩。 1．6 1．4 枣1．2 蘑1．o 婿O．8 娶0．6 螂O．4 O．2 O 试样厚，m⋯ 图2蜡模厚度对线收缩率的影响 F培2Eff酏tofwaxpattenlthichessonlinersMnkagerate 冷蜡块的作用就是在压型时减小蜡模的壁厚，从而 减小收缩防止缩陷的产生。四涡动叶片冷蜡块(如图3) 的形状是根据其蜡模外形向内偏置3姗，上、下缘板 以及榫头框架部分由于太薄而舍去；叶身部分半圆突 起部分为芯撑，配合榫头前端的芯头定位，以保证压 蜡时蜡流均匀包裹冷蜡块；冷蜡块中心部位留有一个 直径8mm的通孔是为了增大注蜡的横截面积，以免由 于壁厚较小、 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 过长而导致压不满的情况产生。 图3四涡动叶片冷蜡块 F嘻3CoId、愀of4thtll】fbineblade 2制模工艺参数 四涡动叶片冷蜡块(简称冷蜡块)和四涡动叶片 蜡模(简称叶片)都是采用162型中温蜡在MPI．50．55 性的影响，根据冷蜡块和叶片各自的形状、作用及要 求的不同，在工艺参数选取上有如下的特点。 (1)注射温度 注射温度主要影响蜡模的充型能力和收缩率：蜡 温越高，蜡模充型容易、收缩率大；蜡温越低，蜡模 充型困难、收缩率小。冷蜡块充型容易，所以其注射 温度较低以减小其收缩率；叶片充型较为困难且表面 质量要求高，所以其注射温度相比冷蜡块的要高一些。 (2)注射压力 注射压力增大有利于蜡模收缩率减小，然而压力 增大到一定程度后(≥1．6ma)，压力大小对蜡模收 缩率几乎没有影响。注射压力过大容易引起涨模产生 飞边，所以冷蜡块和叶片的注射压力应适中。 (3)压蜡流量 高质量的蜡模要求有适当的蜡料流量，以达到蜡 料完全填满模具型腔、获得良好的表面精度的目的。 蜡料流量既要求足够低，以防止空气进入，又要求足 够高，以便在蜡料凝固前完全填满。冷蜡块和叶片的 压蜡流量是在确定注射压力后通过调试最终确定。 (4)压注时间 压注时间包括注射和保压两个时间段。注射时间 指模料充满模具型腔的时间；保压时间指充满压型至 射蜡嘴关闭的时间。注射时间要保证有足够多的模料 被挤压进入模具型腔，保压时间要保证蜡模凝固后的 致密性，从而减小收缩率以保证蜡模的尺寸精度及表 面质量。 通过经验积累以及不断调试，最终设定冷蜡块和 叶片的工艺参数如表1。采用上述工艺参数所压制的蜡 压蜡机上压制的。制模工艺参数对蜡模的质量有决定 模(如图4)具有较高的表面质量。 表1冷蜡块和叶片的制模工艺参数 TaMe1P】mc|瞎si]嚷par枷ete体of4tlltllrt血船bkdewaxpanemandcoldwax 图4四涡动叶片蜡模 Fig．4WaxpattemofI}坞4thturb矗1eblade 3蜡模校正模 实际生产中为了不使取模发生困难及提高生产效 率，蜡模在压制完成后很短的时间就从模具中取出并 未完全冷却，蜡模收缩主要产生在取模后半小时以内。 四涡动叶片蜡模在非限制性收缩时很容易引起叶身部 分的不规律变形，这种变形不易观察和控制造成最终 铸件的尺寸超差。蜡模校正模(如图5)是稳定四涡动 叶片蜡模尺寸不可缺少的工具，根据叶片叶盆部分制 作的胎模，用于取模后的蜡模冷却。 图5 四涡动叶片蜡模校正模 Fig．5SettiIlgdieofthe4thturbinebladewaxpatt锄 蜡模尺寸精度控制是一项综合、系统的工作，蜡 的质量和环境温度的变化都会引起蜡模一定的尺寸波 动，严格控制制模工艺的各个工序是保证蜡模质量的 基础，四涡动叶片制模工艺流程如图6所示。 万方数据 ·332· FOUNDRY AOr．2009 VOI．58NO．4 制模J二艺 参数的调试 及定制 模具i5乏计及制造 冷蜡块压制 H冷蜡块模具 叶片蜡模压制H 叶片模具 叶片蜡模定形H 蜡模定形模 叶片蜡模修整 组模工 检验 ———L 清洗模组 浇往系统没计 蜡模定形模 图6四涡动叶片制模1：艺流程 Fig．6Processflowof4thmrbinebladewaxpa仕em 4结果对比 根据四涡动叶片尺寸检验要求，现将常规工艺压 制的蜡模(08．1和08—2)和改进工艺后压制的蜡模 (08．3和08-4)进行了部分的尺寸测量(如图7)，结果 如表2。 骨 E—E旋转 图7蜡模测量尺寸示意图 Fig．7Dia肼珊maticshowingtllemea瓣mentofthewaxp甜em 表2蜡模测量结果 Table2Me嬲urementre蚰Itoftkw懿pattem 5结论 (1)采用冷蜡块二次成形四涡动叶片蜡模，大大 改善了蜡模表面缩陷，提高了蜡模的尺寸稳定性。 (2)用本文所确定的工艺参数进行四涡动叶片蜡 模的压制，所得到的蜡模具有很高的表面质量和尺寸 稳定性。 (3)蜡模校正模保证了四涡动叶片蜡模在冷却时 的尺寸稳定性。 参考文献： [1】李春曦，叶学民．燃气轮机工业的发展前景[J】．锅炉制造，2002 f4)：40一43． [2] SabauAS，vi“anath锄S．M砷耐aIpropertb￡”predictingwa)‘ pa住em缸nensionsininvestmentcasting【J】．MaterialScienceaⅡd Engine晌g，2003，A362：125一134． [3】 肖克，影响熔模铸件尺寸精度和表面粗糙度的因素分析明．铸造 技术，2005，26(8)：712—716． 【4】佟天夫，陈冰，姜不居．熔模铸造T艺[M]．北京：机械工业出版 社，1991． [5】廖华清．无余量熔模精密铸造[Ⅶ．北京：国防工业出版社．1984． 【6】中国铸造协会．熔模铸造 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 [M】．北京：机械工业出版社，2002． [7】 吴炳荣，小林良一．精密铸造中蜡模制造的有关问题(J]．铸造， 1999(12)：36—38． 【8】何湘平．熔模精铸中蜡模精度的研究概况[J】．特种铸造及有色合 金，1999(1)：156一159． 【9】鲁蕊，包玉秋，许云样．防止精密铸造蜡模变形的几种 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 [J] 特种铸造及有色合金，2008．28(2)：135一136． [10】聂小武．熔模铸造中蜡模表面鼓包问题探讨【J】．铸造，2005 (10)：58—59． (编辑：张允华，zyh@f．oundD例orld．com) +。+‘+’+。+。+。、 + + + + “成都市商i + + 阜 { 都江堰市金星钢铁助剂研究所{+ 伺pU堰⋯孟生训识剀，川渺I九∥l+ 1 2009年3月15日 ：+ 。⋯’。7。1。“ + I．—十一十．+．+．_—．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+．+。+．+．十。+．+．+，十．十。十．+．+。+．+．+．+∥， 万方数据 大型涡轮叶片无余量精密铸造尺寸精度控制研究——蜡模尺 寸稳定性 作者： 韩伟， 于望生， 孔胜国， 吴剑涛， 李俊涛， 马章林， 赵明汉， HAN Wei， YU Wang- sheng， KONG Sheng-guo， WU Jian-tao， LI Jun-tao， MA Zhang-lin， ZHAO Ming-han 作者单位： 钢铁研究总院高温材料研究所,北京,100081 刊名： 铸造 英文刊名： CHINA FOUNDRY 年，卷(期)： 2009，58(4) 引用次数： 0次 参考文献(10条) 1.李春曦.叶学民 燃气轮机工业的发展前景[期刊论文]-锅炉制造 2002(4) 2.Sabau A S.visvanathan S Material properties for predicting wax pattern dimensions in investment casting 2003 3.肖克 影响熔模铸件尺寸精度和表面粗糙度的因素分析[期刊论文]-铸造技术 2005(8) 4.佟天夫.陈冰.姜不居 熔模铸造工艺 1991 5.廖华清 无余量熔模精密铸造 1984 6.中国铸造协会 熔模铸造手册 2002 7.吴炳荣.小林良一 精密铸造中蜡模制造的有关问题 1999(12) 8.何湘平 熔模精铸中蜡模精度的研究概况[期刊论文]-特种铸造及有色合金 1999(1) 9.鲁蕊.包玉秋.许云祥 防止精密铸造蜡模变形的几种措施[期刊论文]-特种铸造及有色合金 2008(2) 10.聂小武 熔模铸造中蜡模表面鼓包问题探讨[期刊论文]-机械工人（热加工） 2005(10) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zz200904005.aspx 下载时间：2009年9月26日