CN101829776B - 一种精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法 - Google Patents

一种精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101829776B
CN101829776B CN 201010182869 CN201010182869A CN101829776B CN 101829776 B CN101829776 B CN 101829776B CN 201010182869 CN201010182869 CN 201010182869 CN 201010182869 A CN201010182869 A CN 201010182869A CN 101829776 B CN101829776 B CN 101829776B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating
cast
wax
pattern
fine structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN 201010182869
Other languages
English (en)
Other versions
CN101829776A (zh
Inventor
姜卫国
楼琅洪
刘鸣
胡壮麒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Zhongke three new materials Limited by Share Ltd
Original Assignee
Institute of Metal Research of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Metal Research of CAS filed Critical Institute of Metal Research of CAS
Priority to CN 201010182869 priority Critical patent/CN101829776B/zh
Publication of CN101829776A publication Critical patent/CN101829776A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101829776B publication Critical patent/CN101829776B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明提供了一种精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法，其特征在于：所述的精细结构高温合金薄壁铸件的工艺路线为：按照薄壁铸件的形状制备蜡模，蜡模制备时在蜡模上添加加强筋；将上述所制的蜡模在真空负压条件下涂料+常规涂料工艺制壳，待涂料制壳工序完毕后进行脱蜡，然后经烧结工序后制得模壳；将上述所制的模壳用保温棉包裹并预热到820℃～1200℃，采用真空感应炉熔炼合金，其中合金液过热度为50℃～300℃，然后快速浇注后随炉冷却制得铸件；将上述所制的铸件进行清理，然后对铸件进行喷砂处理，去掉加强筋，制得成品铸件。本发明提供制备方法具有工艺简单可行及铸件表面光洁度高和尺寸精度高的特点。

Description

一种精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法
技术领域
本发明涉及高温合金技术领域，特别提供一种精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法。
背景技术
高温合金在航空航天、舰船、能源、化工等工业领域有着广泛的应用，是衡量一个国家材料发展水平的重要标志之一。随着时间的发展，铸件的结构越来越复杂，其质量越来越轻。高复杂程度低质量化已经成为现代铸件的一个明显特征。高温合金铸件通常采用精密铸造工艺制备，但对于薄壁铸件来说则存在许多困难，如蜡模非常容易变形、蜡模涂料时很难保证每一个细节处都能涂满、铸件成型性差且在浇注过程中易变形，因此，如何采用合理的铸造工艺制备高温合金超薄复杂结构铸件是急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于开发出一种合理可行的铸造工艺，满足高复杂程度超薄铸件的制备需求。
本发明中提供了一种精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法，其特征在于：所述的精细结构高温合金薄壁铸件的工艺路线为：
——按照薄壁铸件的形状制备蜡模，蜡模制备时在蜡模上添加加强筋以防止蜡模变形；
——将上述所制的蜡模进行整体涂料，其中第一层和第二层的涂料在真空负压环境中完成，涂料的成分为粉料(320目)与硅溶胶，粉料与硅溶胶的质量比例为3.0∶1～3.5∶1，其中粉料为刚玉粉、锆英粉、石英粉或上店粉中的一种；涂料的粘度为标准杯流速24-30秒，真空负压范围为0.005-0.01MPa，这可保证蜡模所有细节涂的饱满；第三层及以后各层涂料制壳采用常规工艺进行，待涂料工序完毕后采用水蒸汽进行脱蜡，蒸汽温度为120℃～150℃，脱蜡时间为20～60分钟。然后经焙烧工序后制得模壳，焙烧温度为980℃，保温时间为3小时；
——将上述所制的模壳用保温棉包裹并预热到820℃～1200℃，采用真空感应炉熔炼合金，其中合金液过热度为50℃～300℃，然后快速浇注后随炉冷却制得铸件；
——将上述所制的铸件进行清理，然后对铸件进行喷砂处理，去掉加强筋，制得成品铸件。
本发明提供的精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法，可以用来解决以往高温合金铸造工艺中无法制备的精细结构及薄壁的合金铸件，其中使用本发明所提供的制备方法，可以制得厚度小于1毫米，孔径最小0.2毫米和柱高度小于1毫米的薄壁铸件。
本发明提供的精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法具有工艺简单可行及铸件表面光洁度高和尺寸精度高的特点。
附图说明
图一：为铸件的蜡模；
图二：为铸件的俯视图；
图三：为铸件的侧视图；
图四：为普通铸造方法铸造的薄壁铸件1；
图五：为普通铸造方法铸造的薄壁铸件2；
具体实施方式
实施例1
采用注射成型方式制备蜡模，蜡模厚度为0.6毫米，见图一。蜡模组合好浇注系统后将其放入真空室内抽真空，待真空室的压力为0.005MPa时进行第一层涂料，第一层涂料选用320目刚玉粉，粘结剂为硅溶胶，刚玉粉与硅溶胶质量比为3.5∶1，涂料完毕后取出蜡模进行干燥，干燥4小时后再将其放入真空室内抽真空，待真空度为0.01MPa时进行第二层涂料，第二层涂料为320目刚玉涂料，粘结剂为硅溶胶，刚玉粉与硅溶胶质量比为3.5∶1，浸完涂料后取出蜡模进行撒砂，撒砂材料为80目刚玉砂，干燥8小时后进行常规涂料过程；具体：第三层涂料为刚玉涂料，撒砂材料为60目刚玉砂，干燥8小时后，进行第四层至第六层涂料，各层涂料均为刚玉涂料，撒砂材料均为36目刚玉砂，干燥时间各为8小时；第七层至第九层涂料为刚玉涂料，撒砂材料为24目刚玉砂，各层干燥时间皆为8小时，最后进行封浆处理；模壳进行脱蜡处理，脱蜡处理采用水蒸汽，温度为150℃，时间0.5小时；对脱蜡后的模壳进行焙烧，焙烧温度为850℃，时间3小时；模壳制备完毕。将模壳用石棉包裹起来，装入砂箱，将模壳预热到1000℃，保温时间为3小时后将其放置到真空炉浇注室内进行浇注；选用K441合金，浇注温度为1600℃，快速浇注，待铸件冷却到室温时，清理铸件；最后对铸件进行抛光处理即可，得到的铸件见图二与图三。
实施例2
采用注射成型方式制备薄片状蜡模，蜡模厚度为0.5毫米。蜡模组合好浇注系统后将其放入真空室内抽真空，待真空室的压力为0.01MPa时进行第一层涂料，第一层涂料选用320目锆英粉，粘结剂为硅溶胶，锆英粉与硅溶胶质量比为3.5∶1，涂料完毕后取出蜡模进行干燥，干燥4小时后再将其放入真空室内抽真空，待真空度为0.01MPa时进行第二层涂料，第二层涂料为320目锆英粉，粘结剂为硅溶胶，锆英粉与硅溶胶质量比为3.5∶1，浸完涂料后取出蜡模进行撒砂，撒砂材料为80目锆英砂，干燥8小时后进行常规涂料过程；具体：第三层涂料为锆英粉涂料，撒砂材料为60目锆英砂，干燥8小时后，进行第四层至第六层涂料，各层涂料均为锆英粉涂料，撒砂材料均为36目锆英砂，干燥时间各为8小时；第七层至第九层涂料为锆英粉涂料，撒砂材料为24目锆英砂，各层干燥时间皆为8小时，最后进行封浆处理；对模壳进行脱蜡处理，脱蜡处理采用水蒸汽，温度为150℃，时间0.5小时；对脱蜡后的模壳进行焙烧，焙烧温度为900℃，时间3小时；模壳制备完毕。将模壳用石棉包裹起来，装入砂箱，将模壳预热到1020℃，保温时间为3小时后将其放置到真空炉浇注室内进行浇注铸件；选用K418合金，浇注温度为1500℃，快速浇注，待铸件冷却到室温时，清理铸件；最后对铸件进行抛光处理即可，得到的铸件见图二与图三。
实施例3
采用注射成型方式制备薄片状蜡模，蜡模厚度为0.8毫米。蜡模组合好浇注系统后将其放入真空室内抽真空，待真空室的压力为0.01MPa时进行第一层涂料，第一层涂料选用320目上店粉，粘结剂为硅溶胶，上店粉与硅溶胶质量比为3.5∶1，涂料完毕后取出蜡模进行干燥，干燥4小时后再将其放入真空室内抽真空，待真空度为0.01MPa时进行第二层涂料，第二层涂料为320目上店粉，粘结剂为硅溶胶，上店粉与硅溶胶质量比为3.5∶1，浸完涂料后取出蜡模进行撒砂，撒砂材料为80目上店砂，干燥8小时后进行常规涂料过程；具体：第三层涂料为上店粉涂料，撒砂材料为60目上店砂，干燥8小时后，进行第四层至第六层涂料，各层涂料均为上店粉涂料，撒砂材料均为36目上店砂，干燥时间各为8小时；第七层至第九层涂料为上店粉涂料，撒砂材料为24目上店砂，各层干燥时间皆为8小时，最后进行封浆处理；对模壳进行脱蜡处理，脱蜡处理采用水蒸汽，温度为150℃，时间0.5小时；对脱蜡后的模壳进行焙烧，焙烧温度为900℃，时间3小时；模壳制备完毕。将模壳用石棉包裹起来，装入砂箱，将模壳预热到1020℃，保温时间为3小时后将其放置到真空炉浇注室内进行浇注铸件；选用K418合金，浇注温度为1500℃，快速浇注，待铸件冷却到室温时，清理铸件；最后对铸件进行抛光处理即可，得到的铸件见图二与图三。
实施例4
采用注射成型方式制备空间薄片状蜡模，蜡模厚度为0.3毫米。蜡模组合好浇注系统后将其放入真空室内抽真空，待真空室的压力为0.01MPa时进行第一层涂料，第一层涂料选用320目锆英粉，粘结剂为硅溶胶，锆英粉与硅溶胶质量比为3.5∶1，涂料完毕后取出蜡模进行干燥，干燥4小时后再将其放入真空室内抽真空，待真空度为0.005MPa时进行第二层涂料，第二层涂料为320目锆英粉，粘结剂为硅溶胶，锆英粉与硅溶胶质量比为3.0∶1，浸完涂料后取出蜡模进行撒砂，撒砂材料为80目锆英砂，干燥6小时后进行常规涂料过程；具体：第三层涂料为锆英粉涂料，撒砂材料为60目锆英砂，干燥6小时后，进行第四层至第六层涂料，各层涂料均为锆英粉涂料，撒砂材料均为36目锆英砂，干燥时间各为6小时；第七层至第九层涂料为锆英粉涂料，撒砂材料为24目锆英砂，各层干燥时间皆为6小时，最后进行封浆处理；对模壳进行脱蜡处理，脱蜡处理采用水蒸汽，温度为150℃，时间0.5小时；对脱蜡后的模壳进行焙烧，焙烧温度为980℃，时间3小时；模壳制备完毕。将模壳用石棉包裹起来，装入砂箱，将模壳预热到1020℃，保温时间为3小时后将其放置到真空炉浇注室内进行浇注铸件；选用K452合金，浇注温度为1520℃，快速浇注，待铸件冷却到室温时，清理铸件；最后对铸件进行抛光处理即可，得到的铸件见图二与图三。
对比例1
采用注射成型方式制备平薄板蜡模，铸件蜡模厚度为5毫米，蜡模组合好浇注系统后进行第一层涂料，涂料选用320目刚玉粉，粘结剂为硅溶胶，刚玉粉与硅溶胶质量比为3.5∶1，涂料完毕后进行干燥，第二层涂料为刚玉涂料，撒砂材料为80目刚玉砂，干燥8小时后进行第三层涂料，涂料为刚玉涂料，撒砂材料为60目刚玉砂，干燥8小时后，进行第四层至第六层涂料，各层涂料均为刚玉涂料，撒砂材料均为36目刚玉砂，干燥时间各为8小时；第七层至第九层涂料为刚玉涂料，撒砂材料为24目刚玉砂，各层干燥时间皆为8小时，最后进行封浆处理；干燥后模壳进行脱蜡处理，脱蜡处理采用水蒸汽，温度为150℃，时间0.5小时；对脱蜡后的模壳进行焙烧，焙烧温度为850℃，时间3小时；模壳制备完毕。将模壳用石棉包裹起来，装入砂箱，将模壳预热到1000℃，保温时间为3小时后将其放置到真空炉浇注室内进行浇注；选用K441合金，浇注温度为1600℃，快速浇注，待铸件冷却到室温时，清理铸件，铸件见图四。
对比例2
采用注射成型方式制备平薄板蜡模，铸件蜡模厚度为2毫米，蜡模组合好浇注系统后进行第一层涂料，涂料选用320目刚玉粉，粘结剂为硅溶胶，刚玉粉与硅溶胶质量比为3.5∶1，涂料完毕后进行干燥，第二层涂料为刚玉涂料，撒砂材料为80目刚玉砂，干燥8小时后进行第三层涂料，涂料为刚玉涂料，撒砂材料为60目刚玉砂，干燥8小时后，进行第四层至第六层涂料，各层涂料均为刚玉涂料，撒砂材料均为36目刚玉砂，干燥时间各为8小时；第七层至第九层涂料为刚玉涂料，撒砂材料为24目刚玉砂，各层干燥时间皆为8小时，最后进行封浆处理；干燥后，模壳进行脱蜡处理，脱蜡处理采用水蒸汽，温度为150℃，时间0.5小时；对脱蜡后的模壳进行焙烧，焙烧温度为850℃，时间3小时；模壳制备完毕。将模壳用石棉包裹起来，装入砂箱，将模壳预热到1000℃，保温时间为3小时后将其放置到真空炉浇注室内进行浇注；选用K441合金，浇注温度为1600℃，快速浇注，待铸件冷却到室温时，清理铸件，铸件已变形，见图五。

Claims (3)

1.一种精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法，所述的精细结构高温合金薄壁铸件具体为厚度小于1毫米，孔径最小0.2毫米和柱高小于1毫米的薄壁铸件，其工艺路线为：
——按照薄壁铸件的形状制备蜡模，蜡模制备时在蜡模上添加加强筋防止变形；
——将上述所制的蜡模首先进行真空负压涂料，然后使用常规工艺涂料制壳，待涂料制壳工序完毕后进行脱蜡，然后经烧结工序后制得模壳；
——将上述所制的模壳用保温棉包裹并预热到820℃～1200℃，采用真空感应炉熔炼合金，其中合金液过热度为50℃～300℃，然后快速浇注后随炉冷却制得铸件；
其特征在于：所述涂料的成分为320目的粉料与硅溶胶，粉料与硅溶胶的质量比例为3.0：1～3.5：1，其中粉料为刚玉粉、锆英粉、石英粉或上店粉中的一种，涂料粘度为标准杯流速24-30秒；将所述炉冷却制得的铸件进行清理，然后对铸件进行喷砂处理，去掉加强筋，制得成品铸件。
2.按照权利要求1所述一种精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法，其特征在于：所述的真空负压涂料是指第一层和第二层的涂料在真空负压下完成，其中真空度为0.005-0.01MPa。
3.按照权利要求1所述一种精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法，其特征在于：所述的脱蜡为水蒸汽脱蜡，脱蜡温度为120℃～150℃，时间为20～60分钟。
CN 201010182869 2010-05-26 2010-05-26 一种精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法 Active CN101829776B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010182869 CN101829776B (zh) 2010-05-26 2010-05-26 一种精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010182869 CN101829776B (zh) 2010-05-26 2010-05-26 一种精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101829776A CN101829776A (zh) 2010-09-15
CN101829776B true CN101829776B (zh) 2012-12-12

Family

ID=42714074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010182869 Active CN101829776B (zh) 2010-05-26 2010-05-26 一种精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101829776B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101954454A (zh) * 2010-10-14 2011-01-26 安徽应流集团霍山铸造有限公司 一种解决铸件热裂纹的方法
CN102632196B (zh) * 2012-05-04 2015-02-11 刘玉满 采用石蜡精密模样和高性能涂料壳型不焙烧的消失模铸造方法
CN102814464A (zh) * 2012-09-10 2012-12-12 上海宝钢铸造有限公司 平板类铸铁件防变形装置及其实施方法
CN102921888A (zh) * 2012-11-07 2013-02-13 西安西工大超晶科技发展有限责任公司 一种熔模精密铸造铝合金制壳的制作方法
CN102921889B (zh) * 2012-11-07 2015-04-22 西安西工大超晶科技发展有限责任公司 一种适用于不锈钢铸件的熔模精密铸造制壳方法
CN103537652B (zh) * 2013-10-14 2015-08-12 西安航空动力股份有限公司 一种防止高压涡轮导向叶片变形的精铸方法
CN105057645B (zh) * 2015-05-25 2017-05-17 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种ztg6合金铸件冷却过程中预防裂纹缺陷的方法
CN106734881A (zh) * 2016-12-22 2017-05-31 中国船舶重工集团公司第十二研究所 一种防止精铸机匣蜡模变形的方法
CN106734999B (zh) * 2016-12-29 2018-12-28 宁波泛德压铸有限公司 一种镍铝金属间化合物锭的真空铸造装置
CN107243601B (zh) * 2017-05-17 2019-06-07 中国科学院金属研究所 降低高温合金单晶铸件再结晶倾向性的复合模壳制备方法
CN111496182B (zh) * 2020-05-15 2021-03-26 中国航发北京航空材料研究院 一种防止单晶双联整铸涡轮导叶缘板变形的精铸方法
CN112620613B (zh) * 2020-12-15 2022-08-02 辽宁红银金属有限公司 一种提高高钨高温合金持久性能的方法
CN113680966B (zh) * 2021-09-03 2022-12-16 洛阳市钢峰工程机械制造有限公司 一种片状零件的铸造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0633082A1 (en) * 1993-06-30 1995-01-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vacuum casting apparatus
CN1683099A (zh) * 2005-02-02 2005-10-19 哈尔滨鑫润精铸工业有限公司 不锈钢熔模铸造汽轮机超长低压隔板导叶片的精铸方法
CN101530892A (zh) * 2009-03-31 2009-09-16 宁波通达精密铸造有限公司 熔模铸造薄壁件铸造法
CN101549385A (zh) * 2008-03-31 2009-10-07 沈阳工业大学 一种制备高温合金微型精密铸件的工艺方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0633082A1 (en) * 1993-06-30 1995-01-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vacuum casting apparatus
CN1683099A (zh) * 2005-02-02 2005-10-19 哈尔滨鑫润精铸工业有限公司 不锈钢熔模铸造汽轮机超长低压隔板导叶片的精铸方法
CN101549385A (zh) * 2008-03-31 2009-10-07 沈阳工业大学 一种制备高温合金微型精密铸件的工艺方法
CN101530892A (zh) * 2009-03-31 2009-09-16 宁波通达精密铸造有限公司 熔模铸造薄壁件铸造法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101829776A (zh) 2010-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101829776B (zh) 一种精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法
CN108840673B (zh) 基于熔融石英、抗变形的型壳
CN104368757A (zh) 一种薄壁环型熔模铸件型壳及其制备方法
CN102039375B (zh) 一种快速制备高温合金空心叶片铸件的方法
CN105057594B (zh) 一种熔模精密铸造工艺
CN101947640B (zh) 用于锆及锆合金熔模精密铸造氧化物陶瓷型壳的制备方法
JPH07232967A (ja) 耐火物成形品の製造方法および耐火物成形品用バインダ
CN103962506A (zh) 熔模铸造用纤维增强复合硅溶胶型壳的制备方法
CN102699279A (zh) 精密铸造中大型叶轮加工工艺
JP2005324253A (ja) ロストワックス鋳造法
CN103056340A (zh) 用TiAlC基陶瓷粉料作为金属及钛合金铸造面层的方法
CN109093072B (zh) 一种燃气轮机用涡轮叶片的铸造工艺
CN103008548A (zh) 一种消失模铸造方法
CN104550715B (zh) 整体式铸造金属模具的制造方法
CN101954454A (zh) 一种解决铸件热裂纹的方法
JP4918227B2 (ja) 多層セラミックシェル鋳型を製造する方法とその使用
RU2572118C1 (ru) Способ изготовления комбинированных оболочковых форм по выплавляемым моделям для получения отливок из жаропрочных сплавов с направленной и монокристаллической структурами
CN104368748A (zh) 一种熔模精铸型壳成型工艺
CN105081217B (zh) 一种直浇道偏置浇铸系统的精密铸造组合铸型的加工方法
CN111014587A (zh) 一种使用泡沫活块加工复杂砂芯的工艺方法
CN111136258B (zh) 一种高温Ti基合金铸件的热处理方法
CN112676534A (zh) 一种利用金属型芯生产小尺寸复杂内腔钛合金铸件的工艺方法
TWI604902B (zh) Engine Turbine rotor casting method
CN106475520B (zh) 制造用于车辆排气系统的精密铸造零件的方法
GB2538268A (en) Shell mould production

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20170223

Address after: Hunnan New Century Road 110179 Shenyang city of Liaoning Province, No. 8 8-3

Patentee after: Shenyang Zhongke three new materials Limited by Share Ltd

Address before: 110015 Shenyang, Liaoning Province Cultural Road, No. 72, Shenhe

Patentee before: INSTITUTE OF METAL RESEARCH CHINESE ACADEMY OF SCIENCES