3 Технологія та обладнання литва за витопними моделями

3.1 Загальні відомості

Отримання деталей литвом знижує витрати на механічну обробку і зменшує кількість матеріалу. Це особливо важливо для виробів із жароміцних стопів, які є дуже коштовними і важко піддаються механічній обробці.

Технологія отримання лопаток ГТД методом литва застосовується у випадках, коли жароміцний стоп не піддається пластичній деформації і потрібно виготовити лопатку з особливо високою жароміцністю, а також при виготовленні лопаток з порожнинами для охолодження.

Литво лопаток за витопними моделями, дозволяє застосовувати для їх виготовлення ливарні стопи, які мають високу жароміцність і забезпечують вищий ресурс і надійність в порівнянні з лопатками, виготовленими зі штампованих заготовок. Це особливо важливо для лопаток 1-ої та 2-ої ступеней, де робочі температури газів можуть досягати 1200…1350°С.

Процес отримання лопаток ГТД методом литва за витопними моделями складається з наступних етапів:

1. створення ливарної моделі лопатки з воску, пластмаси або комбінація обох матеріалів та розташування в моделі заздалегідь приготовленого керамічного стрижня, якщо в лопатках повинні бути канали;

2. виготовлення виливниці, що передбачає нанесення на поверхню моделі декілька шарів керамічної оболонки, висушування їх та наступного заливання моделі вогнетривкою керамічною масою;

3. витоплення воску з керамічної оболонки та відпалення виливниці для надання їй необхідної міцності;

4. отримання відливки (лопатки) шляхом литва у вакуумі в підігріту виливницю зі спеціальним охолодженням для забезпечення монокристалічної, стовпчастої або рівновісьової зеренної структури.

Після охолодження відливку від нього відділяються форма-оболонка і стрижні (механічними або хімічними способами), а сам відливок відділяється від літникової системи. Залежно від вимог, що висуваються до виробу, він може після литва піддаватися термічній обробці або ущільнюватися шляхом гарячого ізостатичного пресування.

Далі розглянемо особливості виконання різних етапів литва лопаток за витопними моделями.

В табл.3.1 наведено послідовність операцій та обладнання для виготовлення заготовок лопаток турбіни.

Таблиця 3.1 – Технологічний процес і обладнання для виготовлення заготовок лопатки турбіни

№ п/н	Операції	Обладнання
1	2	3
1	Пресування керамічних стрижнів	Установка PVE-10
2	Обпалення керамічних стрижнів при температурі 1320°С	Піч ПГ-30
3	Виготовлення моделей, літникової системи	Стіл
4	Збирання модельних блоків	Стіл
5	Виготовлення керамічних форм: - фарбування 6…8 шарів; - видалення модельної маси при р=3  ат, t=250…300°С - прожарювання форм при температурі 1080°С	Автоклав Піч ПГ-30
6	Отримання заготовок лопаток (основні параметри процесу): - витоплення стопу ЖС26ВИ при температурі 157010°С, заливка розтопу при температурі 153010°С; - швидкість переміщення форм в кристалізаторі - 202 мм/хв; - температура рідкого алюмінію в кристалізаторі в момент введення керамічних форм - 660…740°С; - залишковий тиск - 810-2 мм рт.ст.; - число відлитих лопаток з однієї порції розтопу - 12	Установка УВНК-8П
7	Очищення відлитих лопаток від кераміки	Піскоструменева установка
8	Відрізання лопаток від літнікової системи	Абразивно-відрізний верстат
9	Обдування лопаток	Піскоструменева установка
1	2	3
10	Дефектоскопічне щавлення в розчині HCl+H2O і контроль макроструктури	Ванна. Контрольний стіл.
11	Видалення керамічних стрижнів з внутрішньої порожнини лопаток: - повне розчинення стрижнів з лопаток в розтопі біфторида калія при температурі 350…370°С, час витримки - 2,5…3 год.; - видалення фторидних плівок з поверхонь внутрішньої порожнини лопаток в розчині підкисленого чотириокису цитронія уротропіну при кімнатній температурі; - промивка внутрішньої порожнини лопаток гарячою водою (температура води - 70…80°С, тиск води 6МПа).	Спеціальна установка
12	Контроль литих лопаток на металургійні, геометричні та інші дефекти методами рентгеноскопії; іонометричне визначення залишкових іонів калія, ЛЮМ контроль тангенціальних каналів	Прилад типу ПОМКЛ, рентгенівська установка.