一种解决大尺寸定向叶片榫头等轴晶的装置及方法与流程

本发明涉及叶片铸造，尤其涉及一种解决大尺寸定向叶片榫头等轴晶的装置及方法。

背景技术：

1、大尺寸定向叶片主要用于重型燃气轮机。随着重型燃气轮机定向叶片尺寸增大，越来越接近现有浇注设备高度极限，在叶尖在下榫头在上的凝固方式中，随着叶片的定向凝固，榫头区域温度梯度逐渐降低，最终无法满足定向凝固的条件，从而形成等轴晶，榫头出现等轴晶意味着出现横向晶界，导致榫头区域强度降低会导致零件在后期的服役过程中因高速转动的使用条件出现断裂而失效，缩短其使用寿命。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：为了榫头区域温度梯度逐渐降低容易形成等轴晶的问题，本发明提供了一种解决大尺寸定向叶片榫头等轴晶的装置及方法来解决上述问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种解决大尺寸定向叶片榫头等轴晶的装置及方法，包括用于浇筑叶片的模壳，所述模壳的上部为榫头部，所述模壳的下部为叶片部，所述叶片部包括进气边、排气边、叶盆和叶背，还包括卡接底座、布料机构和贴棉机构，所述模壳的底部能够固定在所述卡接底座上，所述布料机构包括滑轨、送料架、送料辊和裁切刀组，所述滑轨固定在所述卡接底座上并且设置于所述模壳的一侧，所述送料架滑动安装在所述滑轨上，所述送料辊转动安装在所述送料架的前端，所述裁切刀组贴近所述送料辊的圆周面，所述贴棉机构包括压板和耐高温棉，所述压板安装在所述送料架的后端，所述耐高温棉依次经过送料辊、裁切刀组和压板。

3、优选的，还包括涂浆机构，所述涂浆机构包括浆料桶、上浆盒和上浆辊，所述浆料桶固定在所述送料架的顶部，所述上浆盒固定在所述送料架的侧面并且连通所述浆料桶，所述上浆盒上具有料口，所述上浆辊转动安装在所述料口内，所述上浆辊的表面与所述料口滑动贴合，所述上浆辊能够与所述送料辊抵接，所述耐高温棉从所述送料辊和所述上浆辊之间经过。

4、优选的，所述卡接底座包括底板、台座、滑块、滑杆、弹簧、轴座和转盘，所述台座固定在所述底板上，所述台座上开设有滑槽，所述滑块安装在所述滑槽内，所述滑块的一端与所述滑杆滑动连接，所述滑杆的两端固定在所述台座上，所述弹簧的两端分别与所述滑块和所述台座抵接，所述轴座固定在所述滑块的另一端，所述转盘转动安装在所述轴座上，所述模壳的底部能够固定在所述转盘上。

5、优选的，所述转盘上还安装有扣板，所述扣板的两端通过螺栓固定在所述转盘上，所述扣板能够压紧在所述转盘的上表面。

6、优选的，所述转盘的周面上等间距开设有四个限位口，所述底板上固定有销套，当转动所述转盘时，所述限位口能够从所述销套的正上方经过，所述销套内插接有销轴，所述销轴能够与位于销套正上方的限位口卡合。

7、优选的，所述裁切刀组包括定刀、动刀、连接板和拨杆，所述定刀的两端固定在所述送料架上，所述动刀的两端分别通过连接板转动安装在所述送料辊的两端，所述拨杆的一端固定在所述连接板上，当拨动所述拨杆时能够带动所述动刀朝向所述定刀移动，所述耐高温棉从所述定刀和所述动刀之间穿过。

8、优选的，所述压板通过弹片连接所述送料架，所述送料架的底部还固定有手杆。

9、一种解决大尺寸定向叶片榫头等轴晶的方法，包括上述的解决大尺寸定向叶片榫头等轴晶的装置，还包括以下步骤：

10、s1、模壳焙烧，通过1000℃-1500℃的高温对模壳进行焙烧，提升模壳硬度；

11、s2、模壳清洗和模壳检查，确保模壳符合工艺要求；

12、s3、包棉准备，选择厚度为5-50mm，耐受温度为1000℃-1500℃的耐高温棉；

13、s4、榫头包棉，将耐高温棉穿过送料辊、裁切刀组和压板完成上料，通过裁切刀组将耐高温棉裁切成适合大小，通过压板在榫头部靠近进气边位置包棉1-5层，第一次转动模壳，在榫头部靠近叶盆位置包棉1-5层，第二次转动模壳，在榫头部靠近排气边位置包棉2-10层，第三次转动模壳，在榫头部靠近叶背位置包棉2-10层；

14、s5、模壳准备，通过高温水泥对耐高温棉的接缝处进行填缝，将处理完成的模壳固定在待浇筑位置；

15、s6、熔炼浇筑。

16、本发明的有益效果是，其一，通过在模壳的榫头部包覆不同厚度的耐高温棉，有效提升了榫头部的保温效果，避免大尺寸定向叶片的榫头在凝固时出现等轴晶。

17、其二，设置有布料机构和贴棉机构，布料机构对耐高温棉进行裁切后，通过贴棉机构的压板将耐高温棉包覆在模壳的榫头部，简化了耐高温棉裁切和包覆的步骤，提高了包棉效率和包棉精确度。

技术特征：

1.一种解决大尺寸定向叶片榫头等轴晶的装置，包括用于浇筑叶片的模壳，所述模壳的上部为榫头部（1），所述模壳的下部为叶片部（2），所述叶片部（2）包括进气边（3）、排气边（4）、叶盆（5）和叶背（6），其特征在于：还包括卡接底座（7）、布料机构（8）和贴棉机构（9），所述模壳的底部能够固定在所述卡接底座（7）上，所述布料机构（8）包括滑轨（10）、送料架（11）、送料辊（12）和裁切刀组（13），所述滑轨（10）固定在所述卡接底座（7）上并且设置于所述模壳的一侧，所述送料架（11）滑动安装在所述滑轨（10）上，所述送料辊（12）转动安装在所述送料架（11）的前端，所述裁切刀组（13）贴近所述送料辊（12）的圆周面，所述贴棉机构（9）包括压板（14）和耐高温棉（15），所述压板（14）安装在所述送料架（11）的后端，所述耐高温棉（15）依次经过送料辊（12）、裁切刀组（13）和压板（14）。

2.如权利要求1所述的一种解决大尺寸定向叶片榫头等轴晶的装置，其特征在于：还包括涂浆机构（16），所述涂浆机构（16）包括浆料桶（17）、上浆盒（18）和上浆辊（19），所述浆料桶（17）固定在所述送料架（11）的顶部，所述上浆盒（18）固定在所述送料架（11）的侧面并且连通所述浆料桶（17），所述上浆盒（18）上具有料口（20），所述上浆辊（19）转动安装在所述料口（20）内，所述上浆辊（19）的表面与所述料口（20）滑动贴合，所述上浆辊（19）能够与所述送料辊（12）抵接，所述耐高温棉（15）从所述送料辊（12）和所述上浆辊（19）之间经过。

3.如权利要求1所述的一种解决大尺寸定向叶片榫头等轴晶的装置，其特征在于：所述卡接底座（7）包括底板（21）、台座（22）、滑块（23）、滑杆（24）、弹簧（25）、轴座（26）和转盘（27），所述台座（22）固定在所述底板（21）上，所述台座（22）上开设有滑槽（28），所述滑块（23）安装在所述滑槽（28）内，所述滑块（23）的一端与所述滑杆（24）滑动连接，所述滑杆（24）的两端固定在所述台座（22）上，所述弹簧（25）的两端分别与所述滑块（23）和所述台座（22）抵接，所述轴座（26）固定在所述滑块（23）的另一端，所述转盘（27）转动安装在所述轴座（26）上，所述模壳的底部能够固定在所述转盘（27）上。

4.如权利要求3所述的一种解决大尺寸定向叶片榫头等轴晶的装置，其特征在于：所述转盘（27）上还安装有扣板（29），所述扣板（29）的两端通过螺栓固定在所述转盘（27）上，所述扣板（29）能够压紧在所述转盘（27）的上表面。

5.如权利要求4所述的一种解决大尺寸定向叶片榫头等轴晶的装置，其特征在于：所述转盘（27）的周面上等间距开设有四个限位口（30），所述底板（21）上固定有销套（31），当转动所述转盘（27）时，所述限位口（30）能够从所述销套（31）的正上方经过，所述销套（31）内插接有销轴（32），所述销轴（32）能够与位于销套（31）正上方的限位口（30）卡合。

6.如权利要求1所述的一种解决大尺寸定向叶片榫头等轴晶的装置，其特征在于：所述裁切刀组（13）包括定刀（33）、动刀（34）、连接板（35）和拨杆（36），所述定刀（33）的两端固定在所述送料架（11）上，所述动刀（34）的两端分别通过连接板（35）转动安装在所述送料辊（12）的两端，所述拨杆（36）的一端固定在所述连接板（35）上，当拨动所述拨杆（36）时能够带动所述动刀（34）朝向所述定刀（33）移动，所述耐高温棉（15）从所述定刀（33）和所述动刀（34）之间穿过。

7.如权利要求6所述的一种解决大尺寸定向叶片榫头等轴晶的装置，其特征在于：所述压板（14）通过弹片连接所述送料架（11），所述送料架（11）的底部还固定有手杆（37）。

8.一种解决大尺寸定向叶片榫头等轴晶的方法，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的解决大尺寸定向叶片榫头等轴晶的装置，还包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及叶片铸造技术领域，具体提供了一种解决大尺寸定向叶片榫头等轴晶的装置及方法，包括模壳，模壳的上部为榫头部，模壳的下部为叶片部，叶片部包括进气边、排气边、叶盆和叶背，还包括卡接底座、布料机构和贴棉机构，模壳的底部能够固定在卡接底座上，布料机构包括滑轨、送料架、送料辊和裁切刀组，滑轨固定在卡接底座上并且设置于模壳的一侧，送料架滑动安装在滑轨上，送料辊转动安装在送料架的前端，裁切刀组贴近送料辊的圆周面，贴棉机构包括压板和耐高温棉，压板安装在送料架的后端，布料机构对耐高温棉进行裁切后，通过压板将耐高温棉包覆在模壳的榫头部，简化了耐高温棉裁切和包覆的步骤，提高了包棉效率和包棉精确度。

技术研发人员：葛丙明,叶鹏,曹巍,韩世成,程传正,孙岚
受保护的技术使用者：江苏永瀚特种合金技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13