燃气轮机高压涡轮导向叶片精密铸造工艺

燃气轮机作为大型动力装置，广泛应用于发电及各种工业领域。高压涡轮叶片是燃气轮机中工作条件最苛刻的转动件，其所受的应力、温度和环境条件非常复杂，因此，对其高温持久性能、疲劳性能、抗蠕变性能、精密铸造几何尺寸和内部质量的要求十分严格。

燃气轮机效率的提高很大程度上依赖于涡轮转子燃气进口温度的增加。通过提高涡轮进气温度可使燃气轮机获得56％的高热效率。因此，先进燃气轮机要求高压涡轮叶片要具有更高的承温能力。燃气轮机进气温度目前可达1500℃以上，这对涡轮叶片的材料及结构提出了更高要求。

要达到如此高的温度必须采用空心气冷技术，采用复合冷却方式的空心涡轮叶片已广泛应用。双联高压涡轮叶片的结构比较复杂，除了具有复合的空心气冷结构外，其排气边的气膜孔位置比较隐蔽，难以加工，因此只能采用陶瓷型芯来形成这种结构。

陶瓷型芯在制备蜡模、脱蜡、焙烧、浇注和脱芯过程中服役的条件比较复杂，因此要满足下列要求：耐火度高、热膨胀率低、尺寸稳定、足够的常温强，双联高压涡轮叶片度和铸造后易脱除等特点。陶瓷型芯材料成分和制备技术由于受到专利保护，报道较少，一些工厂对陶芯材料的配方、生产工艺、脱除工艺等都严格保密。

尽管目前陶瓷型芯已基本满足国内的需求，但与发达国家相比还有相当的差距，特别是在复杂结构空心叶片用陶瓷型芯生产方面，无论是模具的设计与制造，还是陶芯的制备与脱除等方面。

要生产的双联空心叶片铸造用陶瓷型芯制备非常困难，采用普通型芯制备方法很难制备该类陶瓷型芯。通过采用易脱除的硅基陶瓷型芯与石英管组合方式成功制备了复杂结构陶瓷型芯，利用该型芯成功精密铸造了满足要求的复杂结构空心双联高压涡轮叶片。