阅读说明：本技术 一种提高难充型高温合金复杂薄壁件充型能力的熔模 (investment pattern for improving mold filling capability of difficult-to-fill high-temperature alloy complex thin-wall part ) 是由 孙长波 李同同 周君华 王健楠 尚伟 于 2019-11-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种提高难充型高温合金复杂薄壁件充型能力的熔模,具体为所述熔模为对称结构,包括浇道系统和补贴；所述补贴呈一侧开口另一侧封闭状态,且底部与铸件底板相贯,所述补贴包括沿铸件边缘随铸件形状设计的补贴a和沿铸件对称中心设计补贴b,补贴a和补贴b在高度上齐平,所述补贴与铸件蜡模一体成型；所述浇道系统设有浇口杯,所述浇口杯连接有主浇道,主浇道包括一个直浇道、多个横浇道和多个楔形冒口c、多个楔形冒口d；在每个横浇道设有楔形冒口e或靴子形冒口,所述楔形冒口c、楔形冒口d、楔形冒口e、靴子形冒口均连接在所述补贴上。本发明有效减少了该产品的欠铸、裂纹及疏松的发生概率,提高了该产品的铸造合格率。(The invention relates to fusion molds for improving the mold filling capability of a difficult-to-fill high-temperature alloy complex thin-wall part, which are of symmetrical structures and comprise a pouring gate system and patches, wherein each patch is in a side opening and side closing state, the bottom of each patch is communicated with a casting bottom plate, each patch comprises a patch a designed along the edge of a casting along the shape of the casting and a patch b designed along the symmetrical center of the casting, the patches a and the patches b are flush in height, each patch is molded with a casting wax mold , the pouring gate system is provided with a pouring gate cup, the pouring gate cup is connected with a main pouring gate, the main pouring gate comprises straight pouring gates, a plurality of cross pouring gates, a plurality of wedge-shaped risers c and a plurality of wedge-shaped risers d, and a plurality of wedge-shaped boots d, each cross pouring gate is provided with a wedge-shaped riser e or a boot-shaped riser, and the wedge-shaped risers d, the wedge-shaped risers e and the wedge-shaped risers are all connected with the patches.)

一种提高难充型高温合金复杂薄壁件充型能力的熔模

技术领域

本发明涉及涉及航空发动机矢量尾喷口薄壁件的精密铸造技术，具体涉及一种提高难充型高温合金复杂薄壁件充型能力的熔模

背景技术

某型号航空发动机尾喷口某件为JG4246A/K424合金大型薄壁件，具备比重轻、高温强度高、抗氧化性优异以及高温组织稳定等一系列优势而很好地满足了三、四代机某型号矢量尾喷口薄壁件高温承力和抗烧蚀的特殊需求。但其结构具有长度尺寸较大，壁薄，多筋条，局部厚大的特点；长度最大尺寸为600mm，底板最薄0.6mm，长厚比达1000：1。且该合金糊状区范围大，熔模铸造过程中极易产生欠铸、裂纹、疏松等冶金缺陷。

发明内容

本发明提供一种提高难充型高温合金复杂薄壁件充型能力的熔模，可有效提高薄壁件的充型能力，便于铸件成型。

本发明的技术方案如下：

一种提高难充型高温合金复杂薄壁件充型能力的熔模，所述熔模为对称结构，包括浇道系统和补贴：

所述补贴呈一侧开口另一侧封闭状态，且底部与铸件底板相贯，所述补贴包括补贴a和补贴b，补贴a沿铸件边缘随铸件形状设计，补贴b沿铸件对称中心设计，且横截面形状为长方形或者T形，补贴a和补贴b在高度上齐平，所述补贴与铸件蜡模一体成型；

所述浇道系统设有浇口杯，所述浇口杯连接有主浇道，所述主浇道一体成型，主浇道包括一个直浇道、对称连接在直浇道左右两侧的多个横浇道和对称连接在直浇道上下两侧的多个楔形冒口c、多个楔形冒口d；在每个横浇道上下两侧垂直于横浇道设有楔形冒口e或靴子形冒口，所述楔形冒口c、楔形冒口d、楔形冒口e、靴子形冒口均连接在所述补贴上。

上述的一种提高难充型高温合金复杂薄壁件充型能力的熔模，其优选方案为,所述补贴与铸件底板的相贯处倒圆角半径为0.2mm～0.6mm，所述补贴开口一侧距离铸件边缘0.5mm～4mm；补贴a的宽度为0.5mm～4mm，高度为0.5mm～3mm,补贴a最外轮廓距离铸件边缘的距离为0.5mm～3mm；当补贴b为长方形，补贴b的宽度为3mm～10mm，当补贴b为T形时，T形头部宽度为4mm～20mm，长度为10mm～25mm，尾部宽度为3mm～10mm。

上述的一种提高难充型高温合金复杂薄壁件充型能力的熔模，其优选方案为,所述直浇道总长度为194mm～251mm由两个大小不同的圆柱体f和圆柱体g构成，圆柱体f的上端的直径为40mm～45mm，高度为15mm～25mm圆柱体g的直径为30mm～35mm，高度为169mm～226mm，最末端倒圆角半径15mm～17.5mm。

上述的一种提高难充型高温合金复杂薄壁件充型能力的熔模，其优选方案为,所述横浇道单侧设置2个，且单侧横浇道之间的间距为43mm～60mm，所述横浇道形状设置为带有倒圆角的长方体，每个横浇道宽为20mm～25mm，高为8mm～18mm，长为55mm～70mm，横浇道与直浇道相贯处倒圆角半径为8mm～12mm，最外端倒圆角半径为3mm～6mm。

上述的一种提高难充型高温合金复杂薄壁件充型能力的熔模，其优选方案为,所述楔形冒口c单侧设置2个，单侧楔形冒口c之间的间距为22mm～25mm，每个楔形冒口c长度为30mm～40mm，小截面尺寸为3mm～7mm×18mm～25mm，沿小截面的长边处向直浇道轴线方向拔角10°～12°，与直浇道相贯处倒圆角半径为8mm～12mm。

上述的一种提高难充型高温合金复杂薄壁件充型能力的熔模，其优选方案为,所述楔形冒口d与楔形冒口c在同一平面内，每个楔形冒口d长度为30mm～40mm，小截面尺寸为4mm～20mm×10mm～25mm，沿小截面的长边处向直浇道轴线方向拔角10°～12°，与直浇道相贯处倒圆角半径为8mm～12mm。

上述的一种提高难充型高温合金复杂薄壁件充型能力的熔模，其优选方案为,所述楔形冒口e数量为四个，对称设置在位于直浇道两侧的两个横浇道上，所述楔形冒口e高为20mm～27mm，最小截面尺寸为2mm～5mm×12mm～25mm，最大截面尺寸为6mm～9mm×12mm～25mm，由最小截面的长边处向下拔角10°～12°后与最大截面的长方体相交。

上述的一种提高难充型高温合金复杂薄壁件充型能力的熔模，其优选方案为,所述靴子形冒口包括靴子头和靴子主体两部分，数量为四个，对称设置在位于直浇道两侧的另外两个横浇道上，所述靴子形冒口整体高为20mm～24mm，靴子头部高为2mm～8mm，靴子头截面尺寸为2mm～5mm×12mm～20mm，由靴子头截面的长边处向下拔角10°～12°后与靴子主体相交，靴子主体的截面尺寸为6mm～9mm×9mm～12mm。

本发明的有益效果为：

本发明所有的冒口均设置在补贴，当金属液浇入浇口杯后，通过直浇道进入横浇道，然后由冒口楔形冒口c、楔形冒口d、楔形冒口e和靴子形冒口可直接流入补贴和铸件，可有效减少了该产品的欠铸、裂纹及疏松的发生概率，提高了该产品的铸造合格率，节约了生产用母合金材料，降低了生产成本。

附图说明

图1为难充型高温合金复杂薄壁件的正二侧视图；

图2为难充型高温合金复杂薄壁件的俯视图；

图3为一种提高难充型高温合金复杂薄壁件充型能力的熔模与铸件蜡模的示意图；

图4为补贴示意图

图5为补贴与铸件蜡模一体成型后示意图

图6为主浇道示意图

图7为楔形冒口c、楔形冒口d、楔形冒口e形状示意图

图8为靴子形冒口示意图

图中：1-浇道系统；2-补贴；3-浇口杯；4-主浇道；5-直浇道；6-横浇道；7-楔形冒口c；8-楔形冒口d；9-楔形冒口e；10-靴子形冒口

具体实施方式

本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

如图1～2所示，为本发明所涉及的难充型高温合金复杂薄壁件，轮廓尺寸为200.5mm×100mm，底板厚度分左右端，左端底板厚度为0.6mm～2.0mm，右端底板厚度为0.6mm～0.8mm。中间为一条承力主肋厚度约为0.6mm～1.0mm，整体结构为筋纵横交错厚度为0.6mm～1mm。针对该难充型高温合金复杂薄壁件，设计如下熔模：

如图3所示，一种提高难充型高温合金复杂薄壁件充型能力的熔模，所述熔模为对称结构，包括浇道系统1和补贴2：

如图3～5所示，所述补贴2呈一侧开口另一侧封闭状态，且底部与铸件底板相贯，所述补贴包括补贴a2a和补贴b2b，补贴a2a沿铸件边缘随铸件形状设计，补贴b2b沿铸件对称中心设计，且横截面形状为长方形或者T形，补贴a2a和补贴b2b在高度上齐平，所述补贴2与铸件蜡模一体成型；所述补贴2与铸件底板的相贯处倒圆角半径为0.3mm，所述补贴2开口一侧距离铸件边缘2mm；补贴a2a的宽度为0.5mm，高度为0.5mm～3mm,补贴a2a最外轮廓距离铸件边缘的距离为0.6mm；当补贴b2b为长方形，补贴b2b的宽度为6mm，当补贴b2b为T形时，T形头部宽度为10m，长度为22mm尾部宽度为6mm。

如图3～6所示：

所述浇道系统设有浇口杯3，所述浇口杯连接有主浇道4，所述主浇道4一体成型，主浇道4包括一个直浇道5、对称连接在直浇道左右两侧的多个横浇道6和对称连接在直浇道上下两侧的多个楔形冒口c7、多个楔形冒口d8；在每个横浇道6上下两侧垂直于横浇道设有楔形冒口e9或靴子形冒口10，所述楔形冒口c7、楔形冒口d8、楔形冒口e9、靴子形冒口10均连接在所述补贴上。

所述直浇道5总长度为195mm由两个大小不同的圆柱体f5a和圆柱体g5b构成，圆柱体f5a的上端的直径为41mm，高度为16mm，圆柱体g5b的直径为30,mm，高度为179mm，最末端倒圆角半径15mm。

所述横浇道6单侧设置2个，且单侧横浇道6之间的间距为44mm，所述横浇道6形状设置为带有倒圆角的长方体，每个横浇道6宽为22mm，高为12mm，长为55mm，横浇道6与直浇道5相贯处倒圆角半径为10mm，最外端倒圆角半径为5mm。

所述楔形冒口c7单侧设置2个，单侧楔形冒口c7之间的间距为23.5mm，每个楔形冒口c7长度为31.96mm，小截面尺寸为5.4mm×21.6mm，沿小截面的长边处向直浇道轴线方向拔角10°,与直浇道5相贯处倒圆角半径为10mm。

所述楔形冒口d8与楔形冒口c7在同一平面内，每个楔形冒口d8长度为31.96mm，小截面尺寸为9.5mm×21.6mm，沿小截面的长边处向直浇道轴线方向拔角10°，与直浇道5相贯处倒圆角半径为10mm。

所述楔形冒口e9数量为四个，对称设置在位于直浇道5两侧的两个横浇道6上，所述楔形冒口e9高为23.96mm，最小截面尺寸为3mm×23.5mm，最大截面尺寸为8.3×23.5mm，由最小截面的长边处向下拔角10°后与最大截面的长方体相交。

所述靴子形冒口10包括靴子头10a和靴子主体10b两部分，数量为四个，对称设置在位于直浇道5两侧的另外两个横浇道6上，所述靴子形冒口10整体高为23.96mm，靴子头10a高为7mm，靴子头截面尺寸为3mm×18mm，由靴子头截面的长边处向下拔角10°后与靴子主体10b相交，靴子主体10b的截面尺寸为8.3mm×10mm。