一种钛合金整体叶轮的制造工艺

摘要

本发明公开了一种钛合金整体叶轮的制造工艺，经该制造工艺获取的整体式钛合金叶轮产品，其具有较好的抗压强度和屈服强度，以及良好的耐腐蚀、耐高温性能，满足离心压缩机和透平膨胀机对叶轮的工作性能要求，产品制造方便且制造周期较短，获取的产品光洁度高而无需机加工处理，铸造缺陷少、缺陷面积小，铸造缺陷消除方便。另外，在保证高线速度的前提下，叶轮的直径可大幅较小，为离心压缩机和透平膨胀机的整体小型化奠定基础，同时，通过本发明的制造工艺获取的整体式钛合金叶轮产品，其重量较小，转动惯量大幅降低，能够减小电机的负载，从而节省电能。

主权项

一种钛合金整体叶轮的制造工艺，用于获取整体式钛合金叶轮，其特征在于：包括如下步骤：（1）计算机建模，根据待制造叶轮的设计参数，通过计算机建立所述叶轮的3D模型；（2）获取产品模型，采用光固化快速成型设备，根据所述叶轮的3D模型成型获取光敏树脂材料制成的叶轮模型；（3）型壳制作，采用醋酸锆作为粘合剂，并采用氧化锆砂制作陶瓷浆，对步骤（2）获取的所述叶轮模型进行灌浆，并将其焙烧成型，获得叶轮铸造用型壳；（4）浇铸，该浇铸过程包括如下步骤：a. 将所述叶轮铸造用型壳固定在浇铸炉的炉腔中，并使得所述叶轮铸造用型壳的直浇道口与所述浇铸炉的浇铸圆筒同轴心线设置，同时使其与所述浇铸圆筒同步旋转，固定好所述叶轮铸造用型壳后快速封闭所述浇铸炉的炉腔；b. 将所述浇铸炉的炉腔抽真空；c. 向所述浇铸炉的炉腔内充入适量氩气；d. 所述浇铸圆筒与所述叶轮铸造用型壳同轴转动，转速为300～400r/min，待真空熔炼炉中钛合金溶液熔化7～10min后通过所述直浇道口向所述叶轮铸造用型壳的型腔中浇注钛合金溶液；e. 开模获取叶轮铸件；（5）冷却及热处理，先对所述叶轮铸件进行冷却，再经真空退火消除其应力；（6）热等静压处理，将经步骤（5）处理后的所述叶轮铸件置于热等静压炉中并加压至100MPa～110MPa，温度保持在900℃～950℃，保温保压2小时以上；（7）去污染层，采用喷砂和酸洗的方法去除经步骤（6）处理后的所述叶轮铸件表面的污染层，获取整体钛合金叶轮产品。