CN103861997A - 一种制作镍基合金精铸件型壳的工艺 - Google Patents

一种制作镍基合金精铸件型壳的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及精密铸钢行业，为镍基合金精铸件提供一种制作型壳的工艺方法，粘结剂用水玻璃，面层粉料用白刚玉粉和少量白刚玉细砂，加润滑剂、消泡剂制成涂料，撒白刚玉砂；第二层、过渡层粘结剂用水玻璃、石英砂、莫来石砂混合粉料制成涂料，撒莫来石英砂；加固层粘结剂用水玻璃、莫来石粉制成涂料,撒莫来石砂；结晶氯化铝溶液硬化；能消除型壳分层、裂纹、气孔、夹砂、硬化不足现象，满足镍基合金精铸件尺寸精度、内部金相组织、表面质量要求；生产周期短，工艺简单，成本低，仅是硅溶胶锆英砂型壳成本的40%左右，适宜制作规格较大的高合金钢泵阀类精铸件。

Description

一种制作镍基合金精铸件型壳的工艺
技术领域
本发明涉及铸钢行业，对一种制作镍基合金精铸件型壳的工艺的制造方法。应用该工艺制作的型壳性能满足了浇铸镍基合金精铸件的要求，既保证镍基合金精铸件的质量,又能简化制壳工艺，缩短生产周期,降低生产成本。
背景技术
镍基合金精铸件价格昂贵,具备耐高温、耐磨、耐腐蚀功能，被用于舰艇、热气轮机、核岛上的泵阀类镍基合金，由于形状复杂，大多数都是铸件，这些铸件几何尺寸、形位公差、表面精度要求高。用水玻璃石英砂型壳浇铸出来的铸件不能保证要求，用硅溶胶锆英砂型壳浇铸出来的铸件能保证镍基合金精铸件尺寸精度、表面质量。但生产周期长，工艺复杂，成本高，不适宜制作规格较大的泵阀类铸件型壳。
发明内容
本发明的目的是提供一种制作镍基合金精铸件型壳的工艺，粘结剂用水玻璃，面层粉料用白刚玉粉加少量的白刚玉细砂，加入润滑剂,消泡剂制成涂料，撒白刚玉砂；第二层、过渡层粘结剂用水玻璃，粉料用石英砂、莫来石混合制成涂料，撒莫来石砂。加固层粘结剂用水玻璃，粉料用莫来石粉制成涂料，撒莫来石砂。采用浸入结晶氯化铝水溶液中硬化方式。面层、过渡层硬化后用水清洗模壳再干燥处理，模壳脱蜡后经960-1000℃烘烧，保温5小时以上制成的型壳。能消除型壳分层、裂纹、气孔、夹砂、硬化不足现象。用这种型壳浇铸出来的镍基合金精铸件能保证尺寸精度、表面质量。生产周期短，工艺简单，成本低，仅是硅溶胶锆英砂型壳成本的40%。且适宜制作规格较大的高合金钢泵阀类铸件型壳。
本发明技术方案关键是涂料配方和硬化方式，其特征是：
第一层面涂料配方为：粘结剂用水玻璃，粉料用85-95%的325目白刚玉粉，5-15%的80-120目白刚玉砂混合料，模数M=3.2-3.4，密度ρ=1.32-1.36g/cm3，粉液比n=1.50-2.50，加入水玻璃液体重量0.3-1%的润湿剂，加入水玻璃液体重量0.1-0.3%的消泡剂，搅拌后的涂料在室温10-32℃，相对湿度35-80%时，用Ф6流杯测量的粘度为20-35S，蜡模浸涂料后撒40/70目的白刚玉砂；
第二层面涂料配方为：粘结剂用水玻璃,粉料用270目的石英粉、200目莫来粉各50%混合料，粉液比n=1.10-1.30，搅拌后用Ф6流杯测量的粘度为20-40S，蜡模浸涂料后撒16/30目莫来砂；
过渡层涂料配方为：粘结剂用水玻璃，粉料用25 %左右的270目石英粉，75%左右的200目莫来粉混合料，粉液比n=1.20-1.50，搅拌后用Ф6流杯测量涂料的粘度为40-80S，蜡模浸涂料后撒10/20目莫来砂；
加固层涂料配方为：粘结剂用水玻璃，用200目莫来石粉料，粉液比n=1.15-1.55，搅拌后用Ф8流杯测量涂料的粘度为50-110S，蜡模浸涂料后撒8/20莫来砂；
硬化方式：采用浸入结晶氯化铝水溶液中硬化，硬化液的参数为：密度ρ液=1.13-1.28g/cm3 ,波美度°Bé=16-28，酸度PH=1.5-2.5，模壳面层、过渡层硬化时间大于1.5h，出硬化池放入清水池冲洗，干燥5-24h，加固层硬化时间大于1.5h，干燥0.5-1h。
型壳烘烧：模壳脱蜡后成型壳，经960-1000℃烘烧，保温5小时以上出炉。
本发明的积极效果是：
本发明制作高合金钢型壳生产周期短，工艺简单、成本低，仅是硅溶胶锆英砂型壳成本的40%。且适宜制作规格较大的泵阀类铸件型壳。能消除型壳分层、裂纹、气孔、夹砂、硬化不足现象，用这种型壳浇铸出来的镍基合金精铸件能保证尺寸精度、表面质量。
具体实施方式
1、制作蜡模：可选用低温蜡或中温蜡料，用注蜡机或压蜡机制成蜡模，焊成模组后脱脂。
2、配制涂料、撒砂、硬化、干燥：
第一层面涂料配方为：粘结剂用水玻璃，粉料用85-95%的325目白刚玉粉，5-15%的80-120目白刚玉砂混合料，模数M=3.2-3.4，密度ρ=1.32-1.36g/cm3，粉液比n=1.50-2.50，加入水玻璃液体重量0.3-1%的润湿剂，加入水玻璃液体重量0.1-0.3%的消泡剂，搅拌后的涂料在室温10-32℃,相对湿度35-80%时，用Ф6流杯测量的粘度为20-35S，蜡模浸涂料后撒40/70目的白刚玉砂；
第二层面涂料配方为：粘结剂用水玻璃，粉料用270目的石英粉、200目莫来粉各50%混合料，粉液比n=1.10-1.30，搅拌后用Ф6流杯测量的粘度为20-40S，蜡模浸涂料后撒16/30目莫来砂；
过渡层涂料配方为：粘结剂用水玻璃，粉料用25 %左右的270目石英粉，75%左右的200目莫来粉混合料，粉液比n=1.20-1.50，搅拌后用Ф6流杯测量涂料的粘度为40-80S，蜡模浸涂料后撒10/20目莫来砂；
加固层涂料配方为：粘结剂用水玻璃，用200目莫来石粉料，粉液比n=1.15-1.55，搅拌后用Ф8流杯测量涂料的粘度为50-110S，蜡模浸涂料后撒8/20莫来砂；
硬化方式：采用浸入结晶氯化铝水溶液中硬化，硬化液的参数为：密度ρ液=1.13-1.28g/cm3 ,波美度°Bé=16-28，酸度PH=1.5-2.5，模壳面层、过渡层硬化时间大于1.5h，出硬化池放入清水池冲洗，干燥5-24h，加固层硬化时间大于1.5h，干燥0.5-1h。
3、脱蜡：低温蜡用低于98℃热水脱蜡；中温蜡用热电脱蜡。
4、型壳烘烧：型壳脱蜡后，开水冲洗内腔残余蜡料杂质，空置24小时以上晾干，经960-1000℃烘烧，保温5小时以上。
5、浇注温控：用VIDP真空感应熔炼炉熔炼，浇注温度1450-1490℃。
6、浇注时型壳温度：浇注时型壳内壁表面温度≥300℃。

Claims (1)

1.一种制作镍基合金精铸件型壳的工艺，关键是涂料配方和硬化方式,其特征是：
第一层面涂料配方为：粘结剂用水玻璃，粉料用85-95%的325目白刚玉粉，5-15%的80-120目白刚玉砂混合料，模数M=3.2-3.4，密度ρ=1.32-1.36g/cm3，粉液比n=1.50-2.50，加入水玻璃液体重量0.3-1%的润湿剂，加入水玻璃液体重量0.1-0.3%的消泡剂，搅拌后的涂料在室温10-32℃，相对湿度35-80%时，用Ф6流杯测量的粘度为20-35S，蜡模浸涂料后撒40/70目的白刚玉砂；
第二层面涂料配方为：粘结剂用水玻璃，粉料用270目的石英粉、200目莫来粉各50%混合料，粉液比n=1.10-1.30，搅拌后用Ф6流杯测量的粘度为20-40S，蜡模浸涂料后撒16/30目莫来砂；
过渡层涂料配方为：粘结剂用水玻璃,粉料用25 %左右的270目石英粉, 75%左右的200目莫来粉混合料，粉液比n=1.20-1.50，搅拌后用Ф6流杯测量涂料的粘度为40-80S，蜡模浸涂料后撒10/20目莫来砂；
加固层涂料配方为：粘结剂用水玻璃，用200目莫来石粉料，粉液比n=1.15-1.55，搅拌后用Ф8流杯测量涂料的粘度为50-110S，蜡模浸涂料后撒8/20莫来砂；
硬化方式：采用浸入结晶氯化铝水溶液中硬化；硬化液的参数为：密度ρ液=1.13-1.28g/cm3 ,波美度°Bé=16-28，酸度PH=1.5-2.5，模壳面层、过渡层硬化时间大于1.5h，出硬化池放入清水池冲洗，干燥5-24h，加固层硬化时间大于1.5h，干燥0.5-1h。
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