精密铸造配件的工作效率及工艺

发布时间：2016年7月28日   |   阅读次数： 91

精密铸造配件的工作效率及工艺
发动机的工作效率和推力是随着涡轮燃气进口温度的提高而提高的，高温合金精密铸造配件叶片最初都是实心叶片，由于叶片材料本身承温能力有限，因而自20世纪复杂涡轮空心叶片断而70年代起均广泛采用空心叶片来改进叶片冷却结构，提高冷却效果，复杂涡轮空心叶片断面。空心叶片内的空腔结构需要预设陶瓷型芯来成形，铸成铸造后再去除。当前，叶片的冷却结构已由传统的对流、回流、撞击孔、气膜冷却等方式发展到高效发散气冷方式，冷却效果由传统的不到300℃左右提高到600以上。叶片也由当初的等轴多晶叶片发展到顺序凝固柱晶和单晶叶片，最长的空心单晶叶片的长度已超过500mm，叶片的壁更薄，叶片叶身也从单层壁变为双层壁。陶瓷型芯的尺寸更小，形状更复杂、性能要求更高。先进的空心叶片的冷效系数可达0.5一0.6，涡轮前燃气温度达到1700℃。
按照常规的铸造工艺，熔模精密铸造的高温合金铸造，合金晶粒往往比较粗大，粗大的晶粒固然有较高的耐热强度，但抗疲劳性能下降很多。并且通常伴随着组织不均匀以及较严重的显微偏析，使得抗疲 劳性能进一步下降，质量可靠性降低。精密铸造生产厂家通过细化晶粒和消除柱状晶结构，可以减小铸造的偏析，改善材料的强度和抗疲劳性能，减少性能数据的分散性，普通铸造和细晶铸造的晶粒大小。
细晶铸造的方法通常分为3大类：热控法、振动法和化学法，原理概括起来是：促进形核、抑制生长。为了使铸造表面晶粒细化可将孕育剂加入到型壳表面层料浆，镍基高温合金普遍使用的孕育剂是钻 的化合物；G.E公司在80年代后期发展的细晶离心铸造，使充型能力得到极大提高；美国的Howmet公司细晶铸造工艺Microcast，是采用机械搅动和快速凝固相结合获得细小的晶胞组织，性能可与高温合金的锻件相媲美；美国P.C.C公司从顺序凝固技术发展起来了一种热控凝固(TCS)技术，它使得铸造的凝固界面顺序推进，从而使所浇铸造获得致密的组织和得到好的充型性。国外细晶铸造应用情况。
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