空心涡轮叶片氧化铝基陶瓷铸型的凝胶注模成型行为.pdf

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1、第33卷第8期硅酸盐通报Vo1．33No．82014年8月BULLETIN0FTHECHINESECERAMICSOCIETYAugust，2014空心涡轮叶片氧化铝基陶瓷铸型的凝胶注模成型行为荆慧，李奕宁，姜博，鲁中良，李涤尘，董茵(1．西安交通大学机械制造系统国家重点实验室，西安市710049；2．先进航空发动机协同创新中心，北京100083；3．西安中航动力精密铸造有限公司，西安市710021)摘要：在基于光固化成型技术的空心涡轮叶片一体化陶瓷铸型制造方法中，凝胶注模是关键环节，而陶瓷浆料的多相流特性对其充型性的影响一直是研究难题。论文以叶片的排气边结构作为充型模拟研究对象，采用Flu

2、ent软件模拟了浇注位置、浇注速度和陶瓷浆料粘度对充型质量的影响。结果表明：排气边结构受浇注位置、浇注速度和陶瓷浆料粘度的影响均较大。制备粘度较低的陶瓷浆料，在型壳部位进行浇注，使浇注位置远离排气边，并且以较低的浇注速度进行充型，可提高陶瓷铸型细小结构的充型质量。截取排气边结构进行了充型实验，从型壳处缓慢浇注，充型结果与模拟结论相符，浆料粘度对充型质量影响较大。关键词：光固化成型；凝胶注模；Fluent模拟；两相流；陶瓷铸型中图分类号：TQ174文献标识码：A文章编号：1001-1625(2014)08-2073-05GeicastingFillingBehaviorofAluminaCer

3、amicMold0fH0liowTurbineBladeriNGHui，LIYi—ning，JIANGBo，LUZhong—liang一，Di—chen，DONGYin(1．StateKeyLaboratoryofMechanicalManufactureSystemEngineedng，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China；2．AdvancedAeroengineColaborafiveInnovationCenter，Beijing100083，China；3．)【i，锄ZhonghangPowerPrecisionCastingCo．Ltd

4、．，Xi’an710021，China)Abstract：Gelcastingisthekeyprocessinthemanufacturingmethodofintegralceramicmoldofhollowturbinebladebasedonstereolithographytechnic，inwhichthemultiphaseflowcharacteristicofceramicslurryhasalwaysbeenaresearchdifficulty．Thispaperchosetheintricatestructureofturbinebladeasthefiningsi

5、mulationobject．FiUingrelationoftheslurrywithmultiplefactors(castingposition，castingspeedandviscosityofceramicslurry)hasbeensimulatedusingthesoftwareFluent．Resultsshowthatthecastingposition，castingspeedandviscosityofceramicslurryhaveanobviousinfluenceonthefillingoftheintricatestructure．Withanaccepta

6、bleflowabilityasprecondition，thecastingpositionshouldbechosenattheceramicshellwhichisfarfromtheintricatestructure，arelativelylowcastingspeedshouldbeapplied，toinsuretheslurryfilingqualityintheintricatestructureoftheturbinebladeceramicmold．Afilingexperimenthasbeendonewiththeintricatestructure，casting

7、fromtheceramicshellpositionwjtllalowspeed．Fillingresultcorrespondstothesimulationoutput．theslurryviscosityhasasignificantefectonthefillingquMi~．Keywords：stereolithographyrapidprototyping；gelcasting；fluentsi