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K423A承力机匣精铸工艺研究

陈兴福  
【摘要】:承力机匣部件是我国在研的某型号武装直升机发动机上的核心部件,采用K423A高温合金整体无余量精密铸造而成,为结构复杂的薄壁铸件,要求有高的尺寸精度和冶金质量。 研究表明,浇注温度和模壳温度对K423A合金的组织和性能均具有较大的影响。随着浇注温度和模壳温度降低,宏观晶粒尺寸和二次枝晶间距有减小的趋势,MC碳化物和γ’相趋于均匀弥散分布。力学性能测试表明,在适当的浇注温度和模壳温度条件下,可使K423A合金同时具有合适的微观组织和优良的力学性能。 在熔模制备过程中,采用快速成型技术制作熔模。采用工艺性能优良的LPS粉料,通过优化成型工艺参数和对成型后的原型进行恒温浸液后处理,有效地提高了原型的尺寸精度和表面光洁度。 研究发现,采用顶注-侧注-底注相结合的联合注入式浇注系统,能够把金属液流同步、平稳地导入型腔,有效地减少了局部热节和疏松、夹杂等缺陷的产生。通过对熔模局部区域的结构调整,很好地解决了叶根部位的疏松和裂纹缺陷。 铸造工艺参数对铸件的冶金质量具有较大的影响。通常工艺参数是在大量试验的基础上确定的,周期长、费用高。本文采用ProCAST数值模拟软件对铸件的凝固和充型过程进行数值模拟,对铸造工艺参数进行了优化,模拟结果与实际铸造结果很好的吻合,所浇注的承力机匣铸件具有优良的力学性能,好的冶金质量和高的成品率。


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