Обработки лопаток первой ступени турбины

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 20Следующая ⇒

Важным условием при такой схеме изготовления является сохране-

ние точности пера лопатки, полученной при отливке исходной заготов-

ки, и обеспечение заданного расположения (зависимого параметра ка-

чества) этого профиля относительно координатной системы XдYдZд

замка.

Для бесприпусковых заготовок лопаток параметры расположения

профиля пера относительно замка могут быть выполнены двумя путя-

ми:

1) базированием заготовок при обработке профиля замка относи-

тельно профиля пера;

2) базирование заготовок при обработке профиля замка и профиля

пера относительно специальных базовых технологических по-

верхностей.

В первом и во втором случае параметры точности расположения

профиля пера относительно замка достигаются обеспечением качест-

венного изготовления поверхностей заготовок на нескольких операциях

технологического процесса. Суммарное смещение профилей пера и

замка относительно друг друга при этом не должно превышать значе-

ний, заданных в чертеже и технических требованиях к чертежу.

Получение исходной монокристаллической заготовки

Составляющие технологического процесса изготовления. Полу-

чение монокристаллической отливки осуществляется на базе несколь-

ких подготовительных процессов, которые обеспечивают формирова-

ние геометрической формы и качества отдельных элементов заготовки.

На рис. 3.5 представлена исходная монокристаллическая заготовка.

Внутренняя лабиринтная полость – контур 8 и входные отверстия 1,2

формируются за счет копирования контура керамического стержня в

процессе литья. Стержень устанавливается перед заливкой металла в

литейную форму.

Внутренний контур на рис. 3.5 показан (для наглядности) после уда-

ления стенки лопатки со стороны спинки.

В верхней части заготовки лопатки имеется отверстие 10, которое

служит для ориентирования конца стержня в литейной форме. В этом

месте в литейную форму устанавливается специальная затравка, кото-

рая обеспечивает начало кристаллизации в процессе остывания рас-

плавленного металла. Профиль пера лопатки (спинка 9 и корыто 13),

входная, выходная кромки и радиусы переходов пера в бандажные пол-

ки обеспечиваются копированием контура литейной формы при залив-

ке расплавленного металла. В исходной заготовке в процессе отливки

создаются технологические установочные базовые поверхности, кото-

рые создают координатную систему исходной заготовки XзYзZз. Они

соответственно определяют ориентирование исходной заготовки в на-

правлениях координатных осей. Поверхность 14, которая размещается

в подполочном пространстве лопатки со стороны спинки, ориентирует

заготовку в направлении оси Zз. Поверхность 6 определяет положение

заготовки в направлении оси Xз, а поверхности 3 и 4 – в направлении

оси Yз.

Рис. 3.5. Исходная монокристаллическая заготовка лопатки первой

ступени турбины:

1,2 – выходные отверстия; 3,4,6,12,14 – технологические базовые

установочные поверхности; 5 – замковая часть заготовки лопатки;

7 – нижняя замковая бандажная полка; 8 – внутренний лабиринтный контур;

9 – спинка лопатки; 10 – место установки монокристаллической затравки;

11 – верхняя бандажная полка; 13 – корыто лопатки

Для обеспечения высокой точности контроля параметров лопатки и

установки заготовки в технологической системе предусматривается

также дополнительная установочная поверхность 10, которая располо-

жена на верхней бандажной полке и создает значительное увеличение

протяженности установочных элементов 8, 9 и 10, обеспечивая точное

ориентирование заготовки в технологической системе в направлении

оси Yз. Замковая часть лопатки 11 при литье выполняется в виде трапе-

ции и имеет припуск металла по контуру 1,5…2 мм.

Бандажные полки 11 и 7 имеют контур, приближенный к контуру

готовой детали. Припуск на обработку по торцам составляет 2 мм. В

отдельных местах верхней бандажной полки 11 и нижней полки 7 за

счет напусков толщина слоя металла на обработку увеличивается. В

связи с этим и в соответствии с правилами формирования технологиче-

ских процессов и особенностями изготовления деталей ГТД количество

ступеней обработки данных поверхностей возрастает.

Процесс создания монокристаллической лопатоки по выплавляемой

модели имеет следующую последовательность. Вначале изготавливают

керамический стержень, устанавливают его в пресс-форму модели лопат-

ки и создают модель из легкоплавкого модельного материала (парафина,

церезина, мочевины). К этой модели приклеивают затравку. Затем четыре

модели объединяют с литниковой системой в модельный блок, который

обсыпают электрокорундом вместе с огнеупорной суспензией. Много-

кратное покрытие модельного блока создает огнеупорную многослойную

керамическую стенку (корку). Для обеспечения минимальной шерохова-

тости рабочих поверхностей исходных заготовок зернистость электроко-

рунда первого слоя керамической стенки принимается равной 2…5 мкм.

Легкоплавкий материал, из которого сделаны модели лопаток и лит-

никовая система, удаляют водой, нагретой до 100°С. После этого полу-

ченную форму сушат, прокаливают и устанавливают в опоку, засыпая

пустое пространство между формой и опокой шамотной крошкой, гра-

фитом, а места засыпки и отверстия в керамической оболочке заделы-

вают жидкостекольной смесью (кварцевый песок – 75%; маршалит –

21%; жидкое стекло – 4%).

В подготовленную литейную чашу укладывают шихту металла оп-

ределенной массы. Отверстие в полость литейной формы закрывают

специальной керамической заглушкой. Подготовленная система уста-

навливается в специальную плавильную печь (ПМП–2). При изготов-

лении выплавляемых моделей лопаток применяют пресс-формы, кото-

рые должны отвечать следующим основным требованиям:

обеспечивать получение моделей с заданной точностью;

иметь минимальное число разъемов;

иметь устройства для удаления воздуха из рабочих полостей;

быть технологичными в изготовлении, долговечными и удобными в

работе.

Пресс-формы для моделей лопаток и керамических стержней изго-

тавливают из стальных сплавов 38Х, а пресс-формы для литниковой

системы – из алюминиевых сплавов.

Для формирования внутренней полости лопаток используют кера-

мические холодноотвержденные (второй класс) или спеченные (первый

класс) стержни.

Холодноотвержденные стержни изготавливают на основе свойства

кислого (рН = 2 ) связующего раствора этилсиликата (этс) переходить в

желатинообразное, а затем в твердое состояние (гель) при введении в

смесь щелочной жидкости с рН > 8. Гель SiO2 цементирует зерна осно-

вы и обеспечивает необходимую твердость. В производстве такой спо-

соб изготовления называется шоу-процесс.

Процесс изготовления керамических стержней (рис. 3.6) начинается

с гидролизованного этилсиликата.

Основные компоненты гидролизованного этилсиликата:

этилсиликат 40 (3 л);

спирт этиловый (2 л);

дистиллированная вода (0,24 л);

соляная кислота (0,022 л).

Эти компоненты загружаются в гидролизер (типа СПБ-К305-708;

СПП-К305-708а) поочередно. Время загрузки компонент 35…45 мин,

температура при гидролизе 35…40°С. В процессе гидролиза происходит

смешивание компонентов. Частота вращения смесителя составляет

60…70 мин-1. Затем гидролизованный этилсиликат разливают в стеклян-

ные емкости. Температура хранения гидролизата не выше 25°С, срок

годности – до 10 сут., вязкость 4,5…6,0 мм2/с (сС). Одновременно с вы-

полнением данной операции производится приготовление шихты для

керамических стержней, основными компонентами которой является:

электрокорунд ( N10 – 25%; N5 – 35%; М20, М14 – 27%);

диоксид титана (1%);

алюминиевый порошок АДС (4…5%);

сухой колдидальный графитовый препарат (2%);

пластификатор ПП10 (5%).

Рис. 3.6. Керамический стержень и некоторые статистические данные,

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 695; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!