CN105583364A - 一种形成钛合金铸件小尺寸复杂型腔的铸造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种形成钛合金铸件小尺寸复杂型腔的铸造工艺，其工艺步骤为：制作内腔型壳，模组制作，型腔外表面涂壳，型腔涂挂，模组整体涂壳，脱蜡焙烧，模壳浇注，解决了一般涂料制壳造成的小尺寸复杂内腔处型壳强度低及跑火问题；该工艺方案形成小尺寸复杂内腔相对陶瓷芯更加灵活，能满足铸件各种形状的小尺寸的复杂内腔成形工艺要求，降低铸造工艺性难度；实施该工艺方案后，大大减少了铸件内腔内的荧光显示，减少了铸件的排故补焊量，提高了铸件的内腔表面质量，缩短生产周期，节约了铸件生产成本。

Description

一种形成钛合金铸件小尺寸复杂型腔的铸造工艺
技术领域
本发明涉及钛合金熔模精密铸造领域，尤其涉及一种形成钛合金铸件小尺寸复杂型腔的铸造工艺。
背景技术
在现有钛合金熔模铸件生产技术中，尺寸较大(最小处尺寸＞10mm)的型腔成型一般采用涂料制壳的方法进行成型；尺寸较小(最小处尺寸≤10mm)及结构较为复杂的型腔一般采用陶瓷型芯进行成型。对于最小处尺寸≤5mm的小尺寸复杂型腔以上两种工艺方案在实际操作过程中存在以下缺点：1、一般的涂料制壳的方法在涂料涂挂过程中由于尺寸过小的原因，涂挂出的型腔型壳中空，强度低，在浇注过程中极易跑火。2、陶瓷型芯难以在模具中定位，容易偏心或断裂。3、陶瓷型芯在浇注时与高温金属液接触，容易发气，以及陶瓷型芯的表面粗糙度问题，极易在铸件表面形成大量的荧光缺陷。4、铸件型腔尺寸过小，大量荧光表面缺陷很难进行排除，即使部分缺陷排除后也很难进行补焊。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明旨在提供一种形成钛合金铸件小尺寸复杂型腔的铸造工艺。
本发明是通过如下技术方案予以实现的：
一种形成钛合金铸件小尺寸复杂型腔的铸造工艺，其特征在于，其方法步骤为：
A、制作型腔蜡模，使用水溶蜡芯制作型腔蜡模，待蜡模完成后整体放入酸液内溶去水溶蜡芯得到空心型腔蜡模；
B、模组制作，制作铸件整体蜡模，待铸件整体蜡模成型后将其进行修形并与型腔蜡模组合；
C、型腔外表面涂壳，将组合好的模组清洗后在型腔表面进行面一层涂壳，待面一层涂壳干燥20～26h后进行面二层涂壳并干燥24～28h；
D、型腔涂挂，使用料将对型腔内腔进行沾浆，沾浆后使用白刚玉砂进行撒砂后将模组干燥7～10h，重复涂挂至内腔完全堵死；
E、模组整体涂壳，按一般工艺对模组整体涂壳制出型壳；
F、脱蜡焙烧，对模组进行蒸气脱蜡后进行真空高温焙烧；
G、模壳浇注，按一般钛合金铸造工艺完成浇注。
所述步骤A中的酸液为浓度10％的稀盐酸或柠檬酸溶液。
所述步骤C中涂壳的材料为硅溶胶混合氧化钇砂，其中面一层的料浆粘度为26～30s，面二层的料浆粘度为8～12s。
所述步骤D中内腔沾浆的料浆粘度为12～14s，其材料为硅溶胶、铝矾土粉和莫来石粉；所述白刚玉砂为100目白刚玉砂。
所述步骤F中高温焙烧的工艺参数为：真空度≤8Pa；温度：950～1020℃，保温5～6h，冷却到180℃以下出炉。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明提供的一种形成钛合金铸件小尺寸复杂型腔的铸造工艺，具有以下优点：(1)解决了一般涂料制壳造成的小尺寸复杂内腔处型壳强度低及跑火问题；(2)、该工艺方案形成小尺寸复杂内腔相对陶瓷芯更加灵活，能满足铸件各种形状的小尺寸的复杂内腔成形工艺要求，降低铸造工艺性难度；(3)、实施该工艺方案后，大大减少了铸件内腔内的荧光显示，减少了铸件的排故补焊量，提高了铸件的内腔表面质量，缩短生产周期，节约了铸件生产成本。
附图说明
图1是本发明的实施例结构示意图。
图中：1-内腔型壳，2-铸件整体模壳。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；
如图所示，本发明提供的一种形成钛合金铸件小尺寸复杂型腔的铸造工艺，其特征在于，其方法步骤为：
A、制作型腔蜡模，使用水溶蜡芯制作型腔蜡模，待蜡模完成后整体放入酸液内溶去水溶蜡芯得到空心型腔蜡模；
B、模组制作，制作铸件整体蜡模，待铸件整体蜡模成型后将其进行修形并与型腔蜡模组合；
C、型腔外表面涂壳，将组合好的模组清洗后在型腔表面进行面一层涂壳，待面一层涂壳干燥20～26h后进行面二层涂壳并干燥24～28h；
D、型腔涂挂，使用料将对型腔内腔进行沾浆，沾浆后使用白刚玉砂进行撒砂后将模组干燥7～10h，重复涂挂至内腔完全堵死；
E、模组整体涂壳，按一般工艺对模组整体涂壳制出型壳；
F、脱蜡焙烧，对模组进行蒸气脱蜡后进行真空高温焙烧；
G、模壳浇注，按一般钛合金铸造工艺完成浇注。
所述步骤A中的酸液为浓度10％的稀盐酸或柠檬酸溶液。
所述步骤C中涂壳的材料为硅溶胶混合氧化钇砂，其中面一层的料浆粘度为26～30s，面二层的料浆粘度为8～12s。
所述步骤D中内腔沾浆的料浆粘度为12～14s，其材料为硅溶胶、铝矾土粉和莫来石粉；所述白刚玉砂为100目白刚玉砂。
所述步骤F中高温焙烧的工艺参数为：真空度≤8Pa；温度：950～1020℃，保温5～6h，冷却到180℃以下出炉。
本发明中制作水溶蜡芯型模的具体方法为：根据所要铸造的工件的外形及重量要求制作水溶蜡芯原模，往水溶蜡芯模具内注入熔化的水溶蜡，待熔化的水溶蜡凝固后，开模得到固态的水溶蜡芯，此后对水溶蜡芯进行修整；将修整完成的水溶蜡芯放入已制作好的工件原模内，将水溶蜡芯放入模腔内，放置时应注意观察水溶蜡芯的位置是否正确，水溶蜡芯的上下左右的距离(即片厚)是否均匀，除正常的定位点之外不得有异常接触；检查正常后将模具的注蜡孔对准注蜡机蜡孔并根据工件大小形状进行加压铸蜡，待蜡水凝固冷却之后即可开模取出蜡模；蜡模制作完成后，将蜡模整体放入浓度为10％的稀盐酸或柠檬酸溶液中，待蜡模中的水溶蜡溶化后，即可对蜡模进行清洗，清洗完成后沥干水分就可以获得空心蜡模。
实施例一：如图所示工件，通过先使用水溶蜡芯制作内腔型壳1，待蜡模完成后整体放入浓度为10％的稀盐酸或柠檬酸溶液内溶去水溶蜡芯得到空心内腔型壳1；再制作铸件整体蜡模2，待铸件整体蜡模2成型后将其进行修形并与内腔型壳1组合；将组合好的模组清洗后在型腔表面用硅溶胶混合氧化钇砂制作成粘度为26s的料浆进行面一层涂壳，待面一层涂壳干燥20h后，用硅溶胶混合氧化钇砂制作成粘度为8s的料浆进行面二层涂壳；干燥24h后使用硅溶胶、铝矾土粉和莫来石粉制作成粘度为12s的料浆对型腔内腔进行沾浆，沾浆后使用100目白刚玉砂进行撒砂后将模组干燥7h；重复涂挂至内腔完全堵死后按一般工艺对模组整体涂壳制出型壳；对模组进行蒸气脱蜡后按工艺参数为：真空度≤8Pa；温度：950℃，保温5h，冷却到180℃以下出炉进行真空高温焙烧，焙烧后按一般钛合金铸造工艺完成浇注。在铸件过程中没有出现炮火问题，完成后的铸件内腔内只有少许荧光显示。
实施例二：如图所示工件，通过先使用水溶蜡芯制作内腔型壳1，待蜡模完成后整体放入浓度为10％的稀盐酸或柠檬酸溶液内溶去水溶蜡芯得到空心内腔型壳1；再制作铸件整体蜡模2，待铸件整体蜡模2成型后将其进行修形并与内腔型壳1组合；将组合好的模组清洗后在型腔表面用硅溶胶混合氧化钇砂制作成粘度为28s的料浆进行面一层涂壳，待面一层涂壳干燥23h后，用硅溶胶混合氧化钇砂制作成粘度为10s的料浆进行面二层涂壳；干燥26h后使用硅溶胶、铝矾土粉和莫来石粉制作成粘度为13s的料浆对型腔内腔进行沾浆，沾浆后使用100目白刚玉砂进行撒砂后将模组干燥8h；重复涂挂至内腔完全堵死后按一般工艺对模组整体涂壳制出型壳；对模组进行蒸气脱蜡后按工艺参数为：真空度≤8Pa；温度：1000℃，保温5.5h，冷却到180℃以下出炉进行真空高温焙烧，焙烧后按一般钛合金铸造工艺完成浇注。在铸件过程中没有出现炮火问题，完成后的铸件内腔内只有少许荧光显示。
实施例三：如图所示工件，通过先使用水溶蜡芯制作内腔型壳1，待蜡模完成后整体放入浓度为10％的稀盐酸或柠檬酸溶液内溶去水溶蜡芯得到空心内腔型壳1；再制作铸件整体蜡模2，待铸件整体蜡模2成型后将其进行修形并与内腔型壳1组合；将组合好的模组清洗后在型腔表面用硅溶胶混合氧化钇砂制作成粘度为30s的料浆进行面一层涂壳，待面一层涂壳干燥26h后，用硅溶胶混合氧化钇砂制作成粘度为12s的料浆进行面二层涂壳；干燥28h后使用硅溶胶、铝矾土粉和莫来石粉制作成粘度为14s的料浆对型腔内腔进行沾浆，沾浆后使用100目白刚玉砂进行撒砂后将模组干燥10h；重复涂挂至内腔完全堵死后按一般工艺对模组整体涂壳制出型壳；对模组进行蒸气脱蜡后按工艺参数为：真空度≤8Pa；温度：1020℃，保温6h，冷却到180℃以下出炉进行真空高温焙烧，焙烧后按一般钛合金铸造工艺完成浇注。在铸件过程中没有出现炮火问题，完成后的铸件内腔内只有少许荧光显示。

Claims (5)

1.一种形成钛合金铸件小尺寸复杂型腔的铸造工艺，其特征在于，其方法步骤为：
A、制作型腔蜡模，使用水溶蜡芯制作内腔蜡模，待蜡模完成后整体放入酸液内溶去水溶蜡芯得到空心型腔蜡模；
B、模组制作，制作铸件整体蜡模，待铸件整体蜡模成型后将其进行修形并与型腔蜡模组合；
C、型腔外表面涂壳，将组合好的模组清洗后在型腔表面进行面一层涂壳，待面一层涂壳干燥20～26h后进行面二层涂壳并干燥24～28h；
D、型腔涂挂，使用料将对型腔内腔进行沾浆，沾浆后使用白刚玉砂进行撒砂后将模组干燥7～10h，重复涂挂至内腔完全堵死；
E、模组整体涂壳，按一般工艺对模组整体涂壳制出型壳；
F、脱蜡焙烧，对模组进行蒸气脱蜡后进行真空高温焙烧；
G、模壳浇注，按一般钛合金铸造工艺完成浇注。
2.根据权利要求1所述的一种形成钛合金铸件小尺寸复杂型腔的铸造工艺，其特征在于：所述步骤A中的酸液为浓度10％的稀盐酸或柠檬酸溶液。
3.根据权利要求1所述的一种形成钛合金铸件小尺寸复杂型腔的铸造工艺，其特征在于：所述步骤C中涂壳的材料为硅溶胶混合氧化钇砂，其中面一层的料浆粘度为26～30s，面二层的料浆粘度为8～12s。
4.根据权利要求1所述的一种形成钛合金铸件小尺寸复杂型腔的铸造工艺，其特征在于：所述步骤D中内腔沾浆的料浆粘度为12～14s，其材料为硅溶胶、铝矾土粉和莫来石粉；所述白刚玉砂为100目白刚玉砂。
5.根据权利要求1所述的一种形成钛合金铸件小尺寸复杂型腔的铸造工艺，其特征在于：所述步骤F中高温焙烧的工艺参数为：真空度≤8Pa；温度：950～1020℃，保温5～6h，冷却到180℃以下出炉。
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