專利名稱：用于形成帶冠定向結晶渦輪葉片的凝固物和鑄模的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及航空發(fā)動機的帶冠類型的定向結晶渦輪葉片的精鑄，尤其涉及用 于形成帶冠定向結晶渦輪葉片的凝固物和鑄模。
背景技術：
20世紀70年代中期，美、英、日等發(fā)達國家首先將定向柱晶葉片技術用于生產。定 向柱晶渦輪葉片與傳統的等軸晶葉片相比，由于消除了橫向晶界，晶體沿特定方向生長，能 大幅度提高性能、壽命以及使用溫度，已成為航空發(fā)動機渦輪葉片研究和發(fā)展的重要方向。帶冠定向結晶渦輪葉片與以往定向結晶渦輪葉片相比，區(qū)別在于兩頭均帶葉冠， 葉冠的面積和傾斜度大，按傳統精鑄方案和工藝定向凝固，葉冠補縮困難，無法生產出合格 的帶冠定向結晶渦輪葉片。因此，須針對帶冠定向結晶渦輪葉片問題，設計專門的補縮方案，增加精鑄方案葉 冠補縮能力。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種用于形成帶冠定向結晶渦輪葉片的凝固物，由該 凝固物獲得的渦輪葉片克服了葉冠組織疏松的問題。本實用新型的目的還在于提供一種帶冠定向結晶渦輪葉片的鑄模，該鑄模的型腔 的形狀與上述凝固物的形狀相吻合。為此，本實用新型一方面提供了一種用于形成帶冠定向結晶渦輪葉片的凝固物， 該凝固物包括澆冒口 ；直接與澆冒口相連的上圓板；與上圓板間隔設置的下圓板；在上圓 板和下圓板之間沿圓周排列的若干葉片單元，其中，各葉片單元包括葉片、設置在葉片的上 葉冠上的與上圓板相連的直澆口、以及設置在葉片的榫頭的底部的與下圓板相連的引晶 端；以及在葉片的下葉冠的最高點旁設置的側補貼及在下葉冠的最高點和側補貼的頂部設 置的葉冠補縮冒口。進一步地，上述凝固物還包括位于澆冒口和上圓板之間的沿圓周排列的若干焊
^^ ο進一步地，上述葉冠補縮冒口和下葉冠之間圓弧過渡連接。進一步地，上述葉片單元為6 9個。進一步地，上述側補貼的寬度為2 5mm。根據本實用新型的另一方面，提供了一種帶冠定向結晶渦輪葉片的鑄模，其具有 與上述凝固物形狀相對應的型腔。本實用新型還提供了一種帶冠定向結晶渦輪葉片的補縮方法，在葉片的下葉冠的 最高點旁設置側補貼，并在側補貼和下葉冠頂部設置葉冠補縮冒口，以在葉片精鑄過程中 對葉片的下葉冠進行補縮。進一步地，在上述補縮方法中，還使葉片的直澆口設置在上葉冠上，并使直澆口的
3頂部連通至上圓板，其中，該上圓板的頂部中央設置有澆冒口。進一步地，在上述補縮方法中，還使葉片的榫頭的底部形成引晶端，并使引晶端的 底部匯聚至下圓板。進一步地，在上述補縮方法中，還使?jié)裁翱诤蜕蠄A板的外周邊緣之間形成排氣通道。在本實用新型中，通過下葉冠補縮冒口和側補貼可以加強對下葉冠補縮，保證下 葉冠組織致密無疏松，通過直澆口和上圓板對厚大的上葉冠進行補縮，在保證上葉冠組織 致密無疏松的同時，組合簡單方便。除了上面所描述的目的、特征、和優(yōu)點之外，本實用新型具有的其它目的、特征、和 優(yōu)點，將結合附圖作進一步詳細的說明。

構成本說明書的一部分、用于進一步理解本實用新型的附圖示出了本實用新型的 優(yōu)選實施例，并與說明書一起用來說明本實用新型的原理。圖中圖1示出了根據本實用新型的用于形成帶冠定向結晶渦輪葉片的凝固物的結構 示意圖；圖2示出了圖1所示凝固物中的葉片的局部放大圖；以及圖3示出了圖2所示葉片的A-A剖視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利 要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。圖1至圖3示出了在根據本實用新型的用于形成帶冠定向結晶渦輪葉片的凝固物 的結構示意圖。本領域技術人員容易理解，根據該凝固物，可分割出相應的葉片，同時也可以設計 出相應的鑄模，因為凝固物的形狀與鑄模的型腔的形狀相對應。如圖1所示，該凝固物包括澆冒口 1、直接與澆冒口 1相連的上圓板2、與上圓板2 間隔設置的下圓板7、在上圓板2和下圓板7之間圓周排列的若干葉片單元10(圖中僅示出 一個葉片單元10)。在本實用新型中，上圓板2和下圓板7之間可圓周均布6 9個葉片單 元10。此外，在澆冒口 1和上圓板2之間設置有若干焊條3，該若干焊條3對應的型腔的 作用是在精鑄過程中進行排氣。各葉片單元10包括葉片5、設置在各葉片5的上葉冠52上的與上圓板2相連的直 澆口 4、以及設置在葉片5的榫頭56的底部的與下圓板7相連的引晶端6。各葉片5包括葉身51、上葉冠52、下葉冠53、榫頭56、組合于下葉冠53的最高點 旁的側補貼55、以及葉冠補縮冒口 54。該側補貼55的寬度可選擇為2 5mm。該葉冠補 縮冒口 54的一部分設置在下葉冠53的最高點上，另一部分設置在側補貼55上，葉冠補縮 冒口 54與下葉冠53之間最好用圓弧轉接過渡，例如Rl R3的圓弧，以避免精鑄時應力集 中。[0030]本領域技術人員可以理解，通過分割鑄模中的凝固物，即可獲得相應的葉片5。本實用新型的帶冠定向結晶渦輪葉片的補縮方法是這樣實現的在葉片的下葉冠 的最高點旁設置側補貼，并在側補貼和下葉冠頂部設置葉冠補縮冒口，如此，在葉片精鑄過 程中可對葉片的下葉冠進行補縮。優(yōu)選地，在上述補縮方法中，還使葉片的直澆口設置在上葉冠上，并使直澆口的頂 部連通至上圓板，以加強對上葉冠的補縮。優(yōu)選地，在上述補縮方法中，還使葉片的榫頭的底部形成引晶端，并使引晶端的底 部匯聚至下圓板，該下圓板作用主要是方便殼型定位于水冷結晶器上。優(yōu)選地，在上述補縮方法中，還使?jié)裁翱诤蜕蠄A板的外周邊緣之間形成排氣通道。本實用新型優(yōu)點如下通過下葉冠補縮冒口和側補貼可以加強對下葉冠補縮，保 證下葉冠組織致密無疏松；通過直澆口和上圓板對厚大的上葉冠進行補縮，在保證上葉冠 補縮的同時，組合簡單方便。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本 領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種用于形成帶冠定向結晶渦輪葉片的凝固物，其特征在于，所述凝固物包括澆冒口(1)；直接與所述澆冒口(1)相連的上圓板⑵；與所述上圓板⑵間隔設置的下圓板(7)；在所述上圓板⑵和下圓板(7)之間沿圓周排列的若干葉片單元(10)，其中，各所述葉 片單元(10)包括葉片(5)、設置在所述葉片(5)的上葉冠(52)上的與所述上圓板(2)相連 的直澆口(4)、以及設置在所述葉片(5)的榫頭(56)的底部的與所述下圓板(7)相連的引 晶端(6)；以及在所述葉片(5)的下葉冠(53)的最高點(P)旁設置的側補貼(55)及在所述下葉冠 (53)的最高點(ρ)和側補貼(55)的頂部設置的葉冠補縮冒口(54)。
2.根據權利要求1所述的用于形成帶冠定向結晶渦輪葉片的凝固物，其特征在于，還 包括位于所述澆冒口(1)和所述上圓板(2)之間的沿圓周排列的若干焊條(3)。
3.根據權利要求1所述的用于形成帶冠定向結晶渦輪葉片的凝固物，其特征在于，所 述葉冠補縮冒口(54)和所述下葉冠(53)之間圓弧過渡連接。
4.根據權利要求1所述的用于形成帶冠定向結晶渦輪葉片的凝固物，其特征在于，所 述葉片單元為6 9個。
5.根據權利要求1所述的用于形成帶冠定向結晶渦輪葉片的凝固物，其特征在于，所 述側補貼的寬度為2 5mm。
6.一種帶冠定向結晶渦輪葉片的鑄模，其特征在于，具有與根據權利要求1至5中任一 項所述凝固物形狀相對應的型腔。
專利摘要本實用新型公開了一種用于形成帶冠定向結晶渦輪葉片的凝固物和鑄模，該凝固物包括澆冒口；直接與澆冒口相連的上圓板；與上圓板間隔設置的下圓板；在上圓板和下圓板之間沿圓周排列的若干葉片單元，其中，各葉片單元包括葉片、設置在葉片的上葉冠上的與上圓板相連的直澆口、以及設置在葉片的榫頭的底部的與下圓板相連的引晶端；以及在葉片的下葉冠的最高點旁設置的側補貼及在下葉冠的最高點和側補貼的頂部設置的葉冠補縮冒口。在本實用新型中，通過加強對下葉冠補縮，保證了下葉冠組織致密無疏松，通過加強對上葉冠進行補縮，在保證上葉冠組織致密無疏松的同時，組合簡單方便。
文檔編號B22D27/04GK201783638SQ20102051443
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權日2010年8月27日
發(fā)明者周堅, 李彥華, 李志賢, 歐軍成, 羅秀廣, 趙風正, 郭敏 申請人:中國南方航空工業(yè)(集團)有限公司