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国家标准计划《熔模精密铸造硅基陶瓷型芯通用技术要求》由 TC54(全国铸造标准化技术委员会)归口,TC54SC5(全国铸造标准化技术委员会熔模精铸分会)执行 ,主管部门为国家标准委

主要起草单位 西安交通大学中国机械总院集团沈阳铸造研究所有限公司中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司中国航发动力股份有限公司江苏智疆航空科技发展有限公司深圳市万泽航空科技有限责任公司中科院沈阳金属研究所咸阳勃力模具制造有限公司安徽中航纳米技术发展有限公司中国航发南方工业有限公司东莞市力泉机械有限公司中国航发湖南动力机械研究所东营恒鑫机械有限公司江苏海格新材料有限公司

目录

基础信息

计划号
20250079-T-469
制修订
制定
项目周期
18个月
下达日期
2025-01-27
公示开始日期
2024-12-03
公示截止日期
2025-01-02
标准类别
基础
国际标准分类号
81.060.99
81 玻璃和陶瓷工业
81.060 陶瓷
81.060.99 有关陶瓷的其他标准
归口单位
全国铸造标准化技术委员会
执行单位
全国铸造标准化技术委员会熔模精铸分会
主管部门
国家标准委

起草单位

目的意义

为夯实工业基础,提升工业发展的质量和效益,推进制造强国建设,《工业强基工程实施指南》明确提出重点发展核心基础零部件、先进基础工艺、关键基础材料和产业技术基础“四基”工程。

为落实《中国制造2025》的部署和要求,切实发挥标准化和质量工作对装备制造业的引领和支撑作用,推进结构性改革尤其是供给侧结构性改革,促进产品产业迈向中高端,建设制造强国、质量强国,质检总局、国家标准委、工业和信息化部印发的《装备制造业标准化和质量提升规划》中,“三、实施工业基础标准化和质量提升工程”部分明确指出,“加快核心基础零部件(元器件)、先进基础工艺、关键基础材料和产业技术基础领域急需标准制定。

……研究解决影响基础零部件(元器件)产品质量一致性、稳定性、可靠性、安全性和耐久性的关键共性技术,系统制修订……铸造、焊接、表面工程等基础工艺标准,提升可靠性和寿命指标。

”强化基础工艺研究已成为夯实工业基础的关键措施,实施工业强基,主要是为了解决基础零部件、基础工艺、基础材料落后问题,其先要条件是标准化。

本标准的立项申请符合实施工业基础标准化和质量提升工程的要求。

氧化硅基陶瓷型芯(简称“硅基陶瓷型芯”)是用以形成熔模铸造铸件的复杂内腔结构的消耗性特种陶瓷产品,主要由二氧化硅、氧化铝、和其它添加剂制成。

它在铸造过程中的作用:1)形成内部空腔: 陶瓷型芯可以被放置在铸模中,形成铸件内部的空腔,例如管道、孔洞、叶片等;2) 提高铸件精度:陶瓷型芯具有较高的尺寸精度和表面光洁度,可以有效地提高铸件的尺寸精度和表面质量;3)减少环境污染: 陶瓷型芯可以替代传统的砂芯,减少铸造过程中的粉尘和有害气体排放,有利于环境保护。

熔模精密铸造硅基陶瓷型芯的主要特点包括尺寸精度高,表面光洁度好;耐高温、耐金属烧蚀、强度高。

其典型应用领域包括航空发动机叶片、涡轮等关键零部件;汽车发动机缸体、缸盖、进气歧管、涡流器等;医疗器械、电子产品等;以及其他需要高精度、高性能铸件的领域。

陶瓷型芯产品中以航空发动机和燃气轮机(简称“两机”)涡轮叶片用陶瓷型芯的技术难度最大。

涡轮叶片采用以镍基和钴基为主的耐高温合金,在定向炉铸造过程中,不仅要求陶瓷型芯在1500℃以上的浇铸温度下耐受不少于3h,更要求在高温条件下陶瓷型芯不与铸造合金发生反应,这对陶瓷型芯这种特种陶瓷的耐高温强度提出很高的要求。

近20年来,伴随我国航空发动机技术的快速发展,许多定向晶叶片、单晶叶片逐渐批量定型,而传统等轴晶叶片用陶瓷型芯无法应用于定向晶及单晶叶片生产,新型高性能陶瓷型芯也在快速发展,关于陶瓷型芯的设计、陶瓷型芯模具设计和制造、陶瓷型芯检具制造、陶瓷型芯无损检测方法等都有了长足发展。

目前关于高性能陶瓷型芯的生产和检验标准不一致,各专业生产厂和产品使用主机厂对陶瓷型芯工艺、性能等认识差距较大。

因此,亟需建立适用于定向晶叶片、单晶叶片生产的高性能陶瓷型芯行业标准,约定行业技术和检验规范,切实保障我国高性能叶片和陶瓷型芯的顺利设计、研发、投产,突破国外技术封,解决我国航空发动机高端装备卡脖子问题,保障我国先进航空发动机研制。

综上,制定《熔模精密铸造硅基陶瓷型芯通用技术规范》标准具有如下意义:1)确保产品质量和生产效率:通过规范熔模精密铸造硅基陶瓷型芯的设计,可以确保产品的质量稳定性,提高生产效率,降低生产成本;2)提高生产一致性和可靠性:标准化的设计规范能够使得型芯的制造过程更加一致,减少产品的变异性,提高产品的可靠性和一致性;3)降低生产风险:通过规范型芯设计的相关参数和要求,可以降低生产过程中出现缺陷和故障的风险,减少因设计不合理而引起的生产损失;4)促进行业竞争力:规范型芯设计有助于提高产品质量和生产效率,增强企业的竞争力,推动行业向更高水平发展。

范围和主要技术内容

本文件规定了熔模精密铸造硅基陶瓷型芯(以下简称陶瓷型芯)特征结构设计要求、使用性能设计要求和模具设计要求。 本文件适用于高温合金、不锈钢、钛合金等多种合金材料熔模精密铸造中使用硅基陶瓷型芯的制造。