空心叶片陶瓷型芯性能强化的研究现状

介绍了熔模精铸陶瓷型芯在航空发动机空心叶片中的应用,阐明了空心叶片陶瓷型芯性能强化的重要意义。概述了陶瓷型芯基体材料、矿化剂和添加剂,以及焙烧温度、炉温均匀性和填料成分等焙烧工艺对陶瓷型芯性能影响的研究现状。另外,分析了强化工艺对陶瓷型芯的增强效果,并对陶瓷型芯性能的强化进行了展望。     

石英玻璃陶瓷型芯和在空心叶片生产中的应用

以透明石英玻璃粉为原料,加入增塑剂,矿化剂,配制成陶瓷浆料,采用热压注法压注成型芯.型芯经过脱塑焙烧,高温烧结和固化处理达到使用要求.文中还介绍了型芯的性能、腐蚀除芯方法及用于空心涡轮叶片的生产情况.     

氧化铝基陶瓷型芯的脱芯工艺研究

氧化铝陶瓷型芯冶金化学稳定性、抗蠕变性能好,是制造高性能航空发动机气冷叶片的关键,但是其脱芯性能很差,影响其广泛应用.文中研究了影响氧化铝型芯脱除的因素(压力和时间),并制定了脱芯工艺.     

陶瓷型芯在精铸涡轮叶片中的应用

涡轮叶片通常具有允许冷空气流过的内部冷却通道 ,在精密铸造过程中它由预制的陶瓷型芯形成。由于陶瓷型芯在金属浇注过程和凝固过程中要承受多种作用力 ,要求陶瓷型芯在高温下具有足够的强度和稳定性能。按照基体材料的不同 ,陶瓷型芯可分为硅基型芯和铝基型芯两类。本篇讨论的是硅基型芯。1　陶瓷型芯制备应注意的几个环节1.1　原材料的选择和成分控制陶瓷型芯的主要成分是石英玻璃和硅酸锆。石英玻璃中的一些杂质成分如Ｎａ2 Ｏ等对型芯的烧结质量有影响 ,因此要严格控制石英玻璃粉的化学成分。硅酸锆是作为添加剂加入的。建议使用一级品…     

复杂空心定向涡轮叶片高强度型芯技术研究

针对复杂空心定向涡轮叶片精密铸造技术需求,在前期研究基础上,研究了陶瓷粉料级配技术、型芯成型工艺、型芯焙烧工艺、型芯低温强化工艺,制备出满足高推重比发动机空心涡轮叶片浇注要求的陶瓷型芯材料。该材料应用后,某型航空发动机高压涡轮定向空心无余量工作叶片合格率达60%以上,解决了航空发动机定向空心叶片精密铸造行业技术瓶颈。     

基于光固化原型的燃气轮机涡轮叶片整体式陶瓷铸型设计与制备

高质量的陶瓷铸型是精密铸造中获得燃气轮机涡轮叶片的基础,而传统的陶瓷铸型制备工艺存在型芯型壳组合的装配误差和无法制造叶片内部细小冲击孔的缺点。因此,提出了一种基于光固化原型的燃气轮机涡轮叶片整体式陶瓷铸型制备工艺。首先,在分析新工艺对光固化树脂原型功能要求的基础上,确定其结构组成;其次,利用ProCAST软件模拟了燃气轮机涡轮叶片浇注过程,避免了缩松缩孔缺陷的产生,完成了光固化树脂原型的详细设计;最后,制备出了整体式陶瓷铸型,并快速铸造出燃气轮机涡轮叶片。     

定向凝固过程中型芯型壳温度场数值模拟

以空心涡轮叶片作为典型件,开展了定向凝固过程中叶片、陶瓷型芯和陶瓷型壳温度场的数值模拟研究,分析了陶瓷在定向凝固过程中的膨胀特点,对空心叶片铸造过程中陶瓷型芯的定位进行了设计。     

复杂结构空心高压涡轮导向叶片精密铸造工艺

对双联复杂结构空心高压涡轮叶片的精密铸造工艺进行了研究。结果表明,采用硅基陶瓷型芯为主芯并组合石英管,使制备空心叶片铸造用陶瓷型芯工艺过程明显简单化,提高了陶瓷型芯的成品率。采用该型芯成功制备了合格的双联空心高压涡轮叶片。     

定向凝固过程中型芯、型壳温度场数值模拟

以空心涡轮叶片作为典型件，开展了定向凝固过程中叶片、陶瓷型芯和陶瓷型壳温度场的数值模拟，分析了陶瓷在定向凝固过程中的膨胀特点，对空心叶片铸造过程中陶瓷型芯的定位进行了设计。     

陶瓷型芯粉料粒度对铸件内腔尺寸的影响

设计了与空心涡轮叶片相似结构并可精确测量型芯及内腔尺寸的模拟铸件,通过对三种不同粉料粒度的硅基陶瓷型芯及相对应铸件内腔尺寸的测量,找出了粉料粒度与铸件内腔尺寸变化的关系。研究表明,硅基陶瓷型芯在铸件浇注过程中会发生二次烧结并直接影响铸件的内腔尺寸,烧结收缩率与粉料粒度相关,粗细相配比例适中粉料的型芯生产的铸件内腔收缩最小。     

复杂空心精铸叶片残芯检测技术北大核心

空心涡轮发动机叶片中的残芯直接影响叶片的散热，进而影响到发动机的性能和安全，残芯检测技术是发动机制造的关键技术之一。本文针对具有复杂内部气冷通道的航空发动机整铸涡轮工作叶片存在型芯残留难以检测的问题，对冷光源、柔性光纤内窥镜、水流、X射线、中子成像法、工业CT、叶片内腔填充金属粉结合X射线及示踪剂X射线检测技术进行了应用研究及评价。     

氧化铝基陶瓷型芯溶失性的研究进展

介绍了涡轮空心叶片用铝基陶瓷型芯的应用背景,探讨了铝基陶瓷型芯强化及溶失性能的重要意义。阐述了造型材料、成孔剂、脱芯方法对氧化铝基陶瓷型芯溶失性能增强的研究现状,并展望了铝基陶瓷型芯未来发展面临的挑战。     

填料中Na2O含量对陶瓷型芯质量的影响

讨论了定向空心叶片用XD-1陶瓷型芯质量与焙烧用的Al2O3填料化学成分的关系，指出Na2O含量过高是陶瓷型芯质量恶化的主要因素之一。     

一种解决陶瓷型芯开裂的方法

介绍一种解决复杂陶瓷型芯开裂的工艺方法,对于结构复杂、厚薄悬殊、存在细长形状的陶瓷型芯,在压制成型和烧结过程中极易出现开裂,运用常规的裂纹解决方法效果不明显.通过在陶瓷型芯预埋芯骨的方法,能显著提高陶瓷型芯的压制和烧结合格率,进而提高熔模精密铸件的合格率.     

陶瓷型芯在熔模铸造碳钢件中的应用研究

大气浇注条件下使用的陶瓷型芯应具有良好的透气性并易于脱芯。在浇注高温下，陶瓷型芯材料的物理化学变化，可能导致上述性能的恶化。试验比较了几种制造陶瓷型芯的工艺路线。     

添加锆英粉矿化剂的氧化铝基陶瓷型芯试验研究

针对氧化铝基陶瓷型芯不易烧结、脱芯困难的问题,采用电熔刚玉粉为型芯基体材料,添加锆英粉为矿化剂,研究了不同终烧温度下氧化铝基陶瓷型芯室温和高温性能。结合型芯物相组成和断口形貌观测结果,分析了高温烧结过程中莫来石的形成机理,确定了型芯的适宜终烧温度为1 420℃。采用制备的氧化铝基陶瓷型芯拉制出了定向叶片,并进行了脱芯试验,型芯脱出性能良好。     

粉料粒度对氧化铝基陶瓷型芯材料性能的影响

研究了精密铸造叶片用氧化铝基复合陶瓷型芯刚玉粉料粒度对型芯物相、形貌、气孔率、抗蠕变性能、脱芯性能的影响.研究结果表明:粉料粒度对Al2O3基复合陶瓷型芯材料的气孔率、线收缩率和高温蠕变性能均有影响.根据实验数据,分析了几种粉料粒度对陶瓷型芯综合性能影响的机理,同时讨论了不同粉料粒度型芯的烧结机理.     

涡轮叶片X射线黑白线显示缺陷的工艺控制

涡轮叶片在X射线无损检测时,X射线底片上存在黑白线显示。运用视频显微镜、光学显微镜对叶片黑白线显示部位的表面形貌和显微组织进行了观察分析。结果表明,黑白线显示是由于陶瓷型芯表面错位或微裂纹,使得叶片内腔表面存在具有一定高差的台阶。而陶瓷型芯表面形成错位或微裂纹主要与型芯表面质量和材料高温强度有关。通过控制陶瓷型芯材料纯度和粒度,选择合适的工业氧化铝填料以及加强压芯工艺参数和修芯工艺过程控制,提高型芯表面质量和高温强度,可明显减少甚至消除X射线黑白线显示。     

充型过程中陶瓷型芯结构分析的数值模拟研究

涡轮叶片熔模铸造的过程中陶瓷型芯的工作状态十分复杂,在高温金属液压力作用下,陶瓷型芯有可能会产生变形善至断裂.在等温条件下,应用Fluent和ANSYS软件,通过流固耦合的方式对不同充型过程下型芯进行结构分析.计算结果表明,充型快慢对陶瓷型芯在充型过程中受到的正应力、最大剪切力、等效应力有很大的影响,同时可以更直观的展现型芯的工作状态,从而更好的指导制定实际生产工艺.     

Na2O对定向空心叶片陶瓷型芯质量的影响

讨论定向空心叶片用XD-1陶瓷型芯质量与焙烧用的Al2O3填料化学成分的关系,指出Na2O含量过高是陶瓷型芯质量恶化的主要因素之一.