《提高涡轮转子铸件合格率》由会员分享，可在线阅读，更多相关《提高涡轮转子铸件合格率（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 提高涡轮转子铸件合格率中航工业成都发动机(集团)有限公司成发铸造涡轮转子QC小组 一、小组概况申请单位 成发铸造 小组名称 涡轮转子QC小组课题 提高涡轮转子铸件合格率课题组长小组成员 姓名性别岗位职称姓名性别岗位职称男技术 工程师 罗小兵男铸工高级工 男技术工程师李万兵男铸工高级工 男技术工程师孙小村女铸工高级工 男技术工程师程彦波男铸工高级工 男检验室主任 高级工男工长高级工二、选题理由2.1.该涡轮转子系我公司外贸产品，材料为镍基高 温合金，叶片有43个（见图1），价格昂贵。由于铸件废品比例 较高，每年给公司造成较大的经济损失。2.2.该涡轮转子精铸件，叶片壁厚最小为0.5mm，在 结
2、构上存在浇注冲型困难的问题。结构很复杂,其铸件 产品合格率较低,客户对产品质量的抱怨较多。解决涡 轮转子缺陷问题，提高涡轮转子铸件合格率是QC小组 的课题。 涡轮转子三维图1三、现状调查QC小组成立后,小组成员对涡轮转子铸件的结构、材料和主要存在的问题进行了分析，对铸件的质量现 状进行了调查。3.1.涡轮转子铸件的结构特点：涡轮转子是整体的，共有43个叶片，从计计上来看是先进的，它可以大 在减少加工余量，从而降低产品在成本和提高生产率，同时也使用转子的重量减轻。但是铸造优质的整体 涡轮转子，就要求比较复杂的技术，因为要解决以下问题，保证整体铸件的几何精度，要选用中温和高温 性能兼优的全金，以及
3、解决转子上的薄叶片和厚盘体组织的差异问题等。3.2.保证整体然件的精确度这涉及压型、模料、制壳和浇注等一列工艺问题，其中，设计和制和造压型，以及在恒温条件下制模 和制壳是关键性的因素。经过试制、检测及修型等几次反复，在严格控制有关工艺参数的条件下，该问题 是可以解决的。这方面的问题不作进一步讨论。3.3.涡轮转子铸件材料分析零件材料牌号为:Inconel 713LC , Inconel 713LC合金相当于国内的K418B合金，是在K418合金的基础 上降低了碳的含量，调整了钼、铝、钛含量，明显地提高了塑性和冲击韧性，进一步改善了合金的组织稳 定性，具有良好的综合性能。该材料适用于整体铸件。I
4、nconel 713LC，它是由强化的镍基合金713C减少 含碳量改进而来的，低碳（0.05%）的713C合金。在冷凝过程中，防止了大块MC 碳化合物的形成，改善了合金塑性。3.4.质量现状客户对涡轮转子质量的抱怨1、涡轮转子叶片厚度尺寸（10.74）偏小(见图3)图3涡轮转子叶片平行度差超(见图2)图2涡轮转子叶片平行度差超第10项80.55尺寸偏小改进前客户涡轮转子检测报告(见图4)图43.5.质量统计分析炉批号 浇注总数 夹渣 蜡模 80.55尺寸偏小10.74偏小平行度偏大 TINL3-16221181615TINL4-13421678TINL5-12400545TINL5-23211
5、1087TINL6-1441181011TINL8-12410546TINL10-13021867TINL11-15031151213将上质量统计表数据绘成缺陷排列图5,从缺陷统计数据可以看,造成涡轮转子报废的 主要缺陷是80.55尺寸偏小、 10.74偏小、平行度偏大,占缺陷总数的92.2%。涡轮转子缺陷排列图5四、QC小组长活动目标通过QC小组活动,降低涡轮转子报废的主要缺陷80.55尺寸偏小、 10.74偏小、平行度偏大三大问题。 .使涡轮转子铸件废品率从现在的70%降到20%以下，预期财务收益20多万元。五、原因分析5.1涡轮转子铸件采用熔模铸造生产,工序流程长,生产中使用的主辅材料多
6、, 影响铸件质量的因素也比较多,造成涡轮转子铸件80.55尺寸偏小、 10.74偏小 、平行度偏大的因素也不是单一的,也不是某一工序所固有的,是多种因素影响的 结果。QC小组在涡轮转子铸件现状的基础上，根据理论分析和经验判断，从人、 机、料、法、环五个方面入手，分析了造成涡轮转子铸件合格率低的因素（见 图6）并进行了要因确认。图65.2要因的确认 序号末端因素分析论证是否要因1清理控制不当涡轮叶片打磨清理控制不当,会导致叶片进气边高低不一 致,使其叶平行度超差.主2浇注温度不当浇注温度控制不当,如浇注温度过低,则金属液冷却过快, 流动性差,充填型腔能力差,易产生浇注不足,夹渣等缺陷 次 3涂料
7、操作不当 在涂料过程中,涂料工人如没有按工艺要求进行操作,会 导致涂料堆积,涂料堆积干燥后对铸件几乎没影响。 次4蜡模校正块采用蜡模校正块,对蜡模轮毂进行校正，使该尺寸变大， 经浇注后收缩后符图纸要求尺寸。主5翻转炉速度差 翻转炉速度是由按扭自控制，相对误差对浇注产生夹渣 等缺陷几乎没影响。 次6真空炉真空度差异新设备，参数符合要求次 7焙烧炉性能差 新设备，参数符合要求 次 8炉料、坩埚、炉衬 炉料、坩埚、炉衬表面不干以及熔化量在浇注过程中， 对铸件几乎没影响。 次序号末端因素分析论证是否要因 9涂料性能不符合要 求 涂料性能不良，影响涂料涂挂，但在经常检验控制，不 合格的可能性小。 次10
8、热处理不符合要求 热处理工艺参数控制不好，对铸件几乎没影响 次11检测方法要求铸件浇注后会有变，对叶片高尺寸进行检测，使该尺寸 符合图纸要求。主12脱氧 脱氧不足，液体金属氧化，产生夹渣缺陷对尺寸几乎没 影响 。 次13制壳间相对湿度不 符合要求 制壳间的相对湿度使用干湿温度计测量，干湿温度计定 期送检。湿度不符合要求的可能性小。 次14制模间温度不符 合要求 制模间的的温度使用温度计测量，温度计定期送 检。温度不符合要求的可能性小。 次六、对要因进行验证开始制模过程模组焙烧失蜡涂料制壳检验铸件清理熔炼浇注铸件吹砂铸件废品铸件废品荧光检验检验YYNYX光检验铸件废品NN入库结束Y6.1涡轮转子
9、铸件工艺流程图（见图7）图7从涡轮子铸件工艺流程图，重点对制模过程、铸件清理进行关注。为了验证对要因确认表中列出的次要因是否为次要因，按涡轮转子工艺规程的规定，投入5 件涡轮转子蜡模，分别测得A指示处（见图8）外轮毂蜡模尺寸记录在表1中，分别在涡轮转子非 加工面按件号顺序标刻（01、02、03、03、05）见(表1)6. 2.1对次要因的验证6.2对主、次要因的验证件号蜡模尺寸备注 01 81.602 81.903 81.2 04 81.305 81.5A表1蜡模示意图8按照涡轮转子的相关工艺规程,对以上投5件涡轮转子按要因确认表中列出的次要因要求状态进行下走完工序。 其零件情况如下（表2）件
10、 号零件要求尺寸蜡模尺 寸铸件 尺寸零件叶片 高度要求 尺寸蜡模尺 寸铸件叶片高 度尺寸零件叶片 平行度要 求蜡模叶片 平行度铸件 尺寸备注0180.550.25 81.6 80.110.74(0- 0.2)10.9410.380.20.180.3不合格0280.550.25 81.9 80.3010.74(0- 0.2)10.9510.280.20.150.25不合格0380.550.25 81.2 79.710.74(0- 0.2)10.9610.450.20.160.26不合格0480.550.25 81.3 79.810.74(0- 0.2)10.9710.560.20.190.25不
11、合格0580.550.25 81.5 79.510.74(0- 0.2)10.9710.440.20.170.30不合格由表2记录的涡轮转子质量情况反应要因确认表中列出的次要因是为次要因.(表2)6. 2.1对主要因制模过程、清理控制、检验方法的验证为了验证对主要因控制模过程中蜡模校正、清理控制、检验方法的是否为主要因，按涡轮转 子工艺规程，投入5件涡轮转子蜡模，分别测得A(见图9)指示处外轮毂蜡模尺寸记录在表3，同 时分别将涡轮转子校正的蜡模，测得A(见图9)指示处外轮毂蜡模尺寸记录在表3中，分别在涡轮 转子非加面按件号顺序标刻（06、07、08、09、10）见(表3)件号蜡模尺寸校正后的蜡
12、模尺 寸备注06 81.6 82.207 81.9 82.108 81.2 82.1 09 81.3 82.010 81.5 82.1(表3)A蜡模示意图9按照涡轮转子的相关工艺规程要求,对以上投5件经蜡模校正后的涡轮转子浇注后,在清理工序中对涡轮转 子的平行度进行控制后,再采用专用的检测方法后,走完所有工序。其零件终检情况（见表4）件 号零件要求尺寸蜡模尺寸铸件 尺寸零件叶片高度 要求尺寸蜡模尺 寸铸件叶片高 度尺寸零件叶片 平行度要 求蜡模 叶片 平行 度铸件叶片 平行度 尺寸备注0180.550.25 81.680.5910.74(0- 0.2)10.9410.680.20.180.2合
13、格0280.550.25 81.980.4510.74(0- 0.2)10.9510.590.20.150.18合格0380.550.25 81.280.4610.74(0- 0.2)10.9610.700.20.160.16合格0480.550.25 81.380.4010.74(0- 0.2)10.9710.720.20.190.25不合格0580.550.25 81.580.4810.74(0- 0.2)10.9710.730.20.170.28不合格由表2记录的涡轮转子质量情况反应,通过控制模过程中蜡模校正、清理控制、检验方法后,涡轮转子有合格 件,说明蜡模校正、清理控制、检验方法对能
14、否做出涡轮转子合格件影响很大, 如何控制好是主要因。表4七、制定对策7.1.涡轮转子关键影响因素分析序号关键影响因素影响程度下一步的考虑1蜡模过程对涡轮转子轮毂尺寸 80.550.25影响很大设计蜡模校正块，对涡轮转子蜡模轮毂 尺寸 80.550.25进行控制。2清理控制对涡轮转子平行度有显著 影响设计涡轮转子平行度测具，对涡轮转子 清理过程进行控制。3检验方法对涡轮转子叶片高尺寸（ 10.74-0.2)有显著影响设计涡轮转子叶片高度测具，对对涡轮 转子叶片高尺寸（10.74-0.2)进行控制 .7.2.确定内枕垫试验方案序号影响因素原工艺方案改进后工艺方案1蜡模过程 涡轮转子轮毂尺寸 80.
15、550.25靠蜡模保证设计蜡模校正块，对涡轮转子蜡模轮毂尺 寸 80.550.25进行控制，其蜡模校正方 案见图102清理控制 对涡轮转子平行度 0.2靠蜡模保证设计涡轮转子平行度测具，对涡轮转 子清理过程进行控制，平行度检测方 案见图113检验 方法对涡轮转子叶片高尺寸 （10.74-0.2)采用卡尺 测量设计涡轮转子叶片高度测具，对对涡 轮转子叶片高尺寸（10.74-0.2)进行 控制，叶片高度测具方案见图12设计蜡模校正块(如A、B指示块 ），对涡轮转子蜡模轮毂尺寸 80.550.25进行控制，其蜡模校正 方案见图107.3.蜡模校正方案见图10图10AB设计涡轮转子平行度测具，对 涡轮
16、转子清理过程进行控制， 平行度检测方案见图117.4.平行度检测方案图11检测块工作平台设计涡轮转子叶片高度测具 ，对对涡轮转子叶片高尺寸 （10.74-0.2)进行控制，叶 片高度测具方案见图127.5.叶片高度测具方案见图12图12通止规工作平台八、对策实施8.1.蜡模过程设计蜡模校正块(如A、B指示块），对涡轮转子蜡模轮毂尺寸 80.550.25进行控制，其蜡模校正方案见图10,投入蜡模10件,将图13蜡 模A指示外轮毂尺寸校正到 82.30.15，按件号标注记录（见表5）件号蜡模尺寸校正后的 蜡模尺寸备注件号蜡模尺 寸校正后的 蜡模尺寸备注01 81.6 82.2506 81.6 82.402 81.9 82.307 81.9 82.303 81.2 82.2608 81.2 82.2504 81.3 82.230
