工艺技术2022年第12期/第71卷1555电渣板坯热模压成形工艺研究张家东1,王安国2,宿纯文2,陈瑞1,高云保1,熊云龙1（1.沈阳铸造研究所有限公司高端装备轻合金铸造技术国家重点实验室，辽宁沈阳110022；2.沈阳航空航天大学，辽宁沈阳110136）摘要：提出了一种将X型叶片板坯化拓扑变换后电渣熔铸，压模设计、模压及热处理实现板坯逆向拓扑变换为曲面水轮机叶片的新工艺。叶片通过板坯化拓扑变换后电渣熔铸可解决其直接电渣熔铸充型难的问题，板坯结晶器法兰处施加耐热弹性材料可解决叶片板坯铸造应力大的问题，在板坯极点对应的压模处预置定位柱及复式模压可解决定位精度要求高的问题。与模压相伴的热处理工艺可以在低能耗下同时实现形状与性能要求。通过该工艺生产的电渣熔铸模压叶片有化学成分均匀、组织致密、晶粒细化、无超标缺陷、夹杂物少而弥散等优点。参比砂铸叶片样件的生产过程，电渣熔铸模压叶片，具有环保效果好、造型快捷、样件力学性能高等优点；参比砂铸叶片样件，其冲击韧性提升了约30%，其他力学性能指标全方位改善。参比等厚钢板模压叶片工艺方案，电渣熔铸模压叶片成形工艺方案可大大降低生产成本，提高生产效率。关键词：电渣熔铸；压模；模压；板坯；叶片作者简介：张家东（1978-），男，高级工程师，主要研究方向为金属材料的设计与制备。E-mail：zjd_1978@163.com通讯作者：王安国，男，教授，硕士生导师。E-mail：13604188303@136.com中图分类号：TF142文献标识码：A文章编号：1001-4977（2022）12-1555-06基金项目：辽宁省“兴辽英才计划”项目（XLYC2008036）。收稿日期：2022-03-22收到初稿，2022-06-29收到修订稿。水轮机转轮叶片的制造质量直接影响水轮机的水力效率、空化性能及机组运行稳定性。多年来，人们一直在不断努力探索改进水轮机叶片制造工艺，以求提高其综合力学性能，降低生产成本。传统生产水轮机叶片主要有砂型铸造和钢板板坯模压两种工艺方法[1]。虽然以砂型组合造型为特点的砂型铸造方法可简化生产工序并降低加工难度；但是砂型铸造水轮机部件内部微观缩松及表面砂眼缺陷时有发生，且其力学性能相对不高[2]，难以适于高使用寿命要求的工况[3-4]。钢板板坯模压法以叶片吸力面为基准进行实体拓扑展开[5-7]，参照叶片展平面形状及叶片最大厚度定制并裁切钢板后，高温下模压制坯[8-9]；其交付叶片内部质量、致密度及表面状态虽优于砂铸，但厚的等厚钢板制坯过程缺陷控制不稳定[10]；等厚钢板模压后加工成厚度变化...
