【摘 要】
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K424复杂薄壁板件是某新型航空发动机尾喷口重要件,其轮廓尺寸大、壁薄、结构复杂、尺寸精度要求高,精铸工艺难度大,在铸造过程极易产生缩松缺陷,产品合格率低。本文以K424镍基高温合金复杂薄壁板件为对象研究浇注系统及浇注参数对缩松的影响,通过蜡模制造参数选择、型壳工艺研究、熔注工艺参数实验等研究,获得了板件最优的熔模铸造工艺,生产出了质量良好的板件,所获得的结果具有重要的应用价值,并可以为未来大型壁
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K424复杂薄壁板件是某新型航空发动机尾喷口重要件,其轮廓尺寸大、壁薄、结构复杂、尺寸精度要求高,精铸工艺难度大,在铸造过程极易产生缩松缺陷,产品合格率低。本文以K424镍基高温合金复杂薄壁板件为对象研究浇注系统及浇注参数对缩松的影响,通过蜡模制造参数选择、型壳工艺研究、熔注工艺参数实验等研究,获得了板件最优的熔模铸造工艺,生产出了质量良好的板件,所获得的结果具有重要的应用价值,并可以为未来大型壁薄复杂镍基高温合金精铸件研发提供技术支撑。论文所获的主要结果如下:浇注系统研究结果表明K424复杂薄壁板件在靠近浇口杯一端相对中间筋条对称分布的两侧纵向、横向筋条交接处容易产生缩松缺陷,增加该处横浇道和内浇口尺寸,能使筋条两侧热节部位持续得到金属液补充,实现铸件向浇注系统的顺序凝固,缩松倾向显著降低。在相同型壳预热温度、精炼温度、浇注时间下,适当降低浇注温度有利于减少缩松缺陷。优化的蜡模制备工艺为:压蜡温度(68~73)℃、压蜡压力(1.5~2.0)MPa、保压时间(25~35)s;通过在厚大的凸耳部位放置能定位的“带刺”冷蜡芯,可消除蜡模压制时的缩陷问题。采用硅溶胶粘结剂涂料、硅酸乙酯粘结剂涂料交替涂挂复合工艺制壳。蜡模筋条相交部位预涂挂一层粘度(25~30)s的硅溶胶涂料;面层使用(硅溶胶+刚玉粉)涂料,粘度为(35~40)s,撒砂材料使用刚玉砂;加固层交替使用(硅酸乙酯水解液+铝矾土粉)涂料和(硅溶胶+铝矾土粉)涂料,粘度为(10~20)s,撒砂材料使用煤矸石砂,共涂挂7层涂料,制成的型壳高温性能好,尺寸精度高。优化的板件熔模铸造工艺:型壳预热温度(1100±5)℃,精炼温度(1590±5)℃,浇注温度(1480±5)℃,浇注时间(2-3)s。采用优化工艺浇注的铸件合格率可达90%。
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