CN106513618A - 一种适宜叶片的金属零件精密铸造方法 - Google Patents

一种适宜叶片的金属零件精密铸造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106513618A
CN106513618A CN201610863278.0A CN201610863278A CN106513618A CN 106513618 A CN106513618 A CN 106513618A CN 201610863278 A CN201610863278 A CN 201610863278A CN 106513618 A CN106513618 A CN 106513618A
Authority
CN
China
Prior art keywords
casting
crucible
titanium
casting method
metal parts
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.)
Pending
Application number
CN201610863278.0A
Other languages
English (en)
Inventor
孟祥宇
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.)
Guangxi University
Original Assignee
Guangxi University
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 Guangxi University filed Critical Guangxi University
Priority to CN201610863278.0A priority Critical patent/CN106513618A/zh
Publication of CN106513618A publication Critical patent/CN106513618A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04—Use of lost patterns
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C14/00—Alloys based on titanium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种适宜叶片的金属零件精密铸造方法。是按照以下步骤进行:模具制造，原料熔炼，离心铸造，切边和喷砂，热等静压。本发明通过专门的设计的模具，使得模具符合尺寸精度要求高的各类叶片的精密铸造的特定需求；通过离心铸造参数的设定，使得内部缺陷得到很好的消除；通过二次成型和二次冷却，使得铸件内部组织均匀稳定，内部缺陷得到非常好的消除，并且保证了表面缺陷的良好的消除率；热等静压参数的设定使得内部微观组织更加均匀，能滿足尺寸精度要求高的各类金属叶片的精密铸造要求。

Description

一种适宜叶片的金属零件精密铸造方法
技术领域
本发明属于精密铸造技术领域，尤其是涉及一种适用于尺寸精度要求高的各类金属叶片的精密铸造方法。
背景技术
在众多的铸造工艺方法中，熔模精密铸造所具有的竞争力最全面：尺寸精度高、表面质量好，可用于多种合金、生产批量灵活。正因为如此，熔模精密铸造铸件几乎覆盖了工业生产的所有领域，成为重要的金属零件成型手段。采用熔模精密铸造工艺制备TiAl 基合金构件，特别是形状复杂的构件，可得到无余量或近无余量的精密复杂构件，大幅度减少金属损耗，提高材料的利用率，减少大量机加工工时，大幅度降低生产成本。
目前使用较多的钛合金精密铸造用型壳，大致可分为：石墨型壳、钨面层陶瓷型壳、氧化物陶瓷型壳等。但是由于模具形成方式的不足以及铸造过程的参数设计不合理，导致成型后的零件表面和内部缺陷均比较多。
发明内容
本发明的目的在于提出一种尤其适宜叶片的金属零件精密铸造方法，可大幅度减少金属损耗，提高材料的利用率，并保证了叶片表面缺陷的良好消除率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种适宜叶片的金属零件精密铸造方法，其特征在于按照以下步骤进行:模具制造，原料熔炼，离心铸造，切边和喷砂，热等静压；
所述模具制造的步骤为:将熔模浸入到面层涂料中沾浆取出，然后进行面层的撒砂、干燥，得到模壳，将模壳放入加热炉中，在温度为400 ～500℃保温2.5 ～3h，然后继续升温为800 ～900℃，保温2.5 ～3h，继续升温为1000 ～1100℃，保温2.5 ～3h，然后随炉冷却到室温，得到模具；
所述原料熔炼的步骤为:先采用惰性气体对坩埚熔炼室进行4～6次的冲洗，最终保持坩埚熔炼室的真空度为10-5 ～10-3mbar ，待熔炼的原材料为纯铝、铌化铝、纯碳和海绵钛，放入坩埚熔炼室进行熔炼；
所述离心铸造的步骤为:两次冷却，两次成型；
第一次冷却的步骤为，出炉空冷，将型芯溶出后，清洗零件并烘干；第二次成型的步骤为，将第一次冷却后得到的铸件放入预热到800 ～ 900℃的模具中，然后在加热炉内加热到1100 ～1150℃，然后进行离心铸造，离心转速为310rpm， 浇铸时间为6 ～10s ；第二次冷却的步骤为，出炉空冷；
所述切边和喷砂的步骤为，采用机械方法清除型壳，将浇铸系统切除，用高压水切掉工艺边，进行喷砂处理；
所述热等静压的温度为950～990℃，热等静压的压力为100～180MPa，保压时间为3 ～6 小时。
所述的惰性气体对坩埚熔炼室进行4～8次的冲洗为，先将坩埚熔炼室抽真空至10-5 ～ 10-3mbar，然后充入氩气至10 ～ 14mbar，然后再抽真空至10-5 ～ 10-3mbar，如此反复共4 ～6次。
所述金属叶片的材质为钛铝合金，所述钛铝合金的组成按重量百分比为40～ 45%的铝、3 ～ 4.5% 的铌、0.2 ～ 0.6% 的碳，余量为钛和不可避免的杂质。
本发明的优点及积极效果是：通过专门设计的模具，使得模具符合尺寸精度要求高的各类叶片的精密铸造的特定需求；通过离心铸造参数的设定，使得内部缺陷得到很好的消除；通过二次成型和二次冷却，使得铸件内部组织均匀稳定，内部缺陷得到非常好的消除，并且保证了表面缺陷的良好的消除率；热等静压参数的设定使得内部微观组织更加均匀，能滿足尺寸精度要求高的各类金属叶片的精密铸造要求。
具体实施方式
实施例1
模具制造的步骤为:将熔模浸入到面层涂料中沾浆取出，然后进行面层的撒砂、干燥，得到模壳，将模壳放入加热炉中，在温度为400 ～ 450℃保温2.5h，然后继续升温为800 ～900℃，保温2.5 h，继续升温为1000 ～ 1050℃，保温3h，然后随炉冷却到室温，得到模具；
原料熔炼的步骤为:先采用惰性气体对坩埚熔炼室进行4次的冲洗，即先将坩埚熔炼室抽真空至10-5 ～10-3mbar，然后充入氩气至10 ～ 14mbar，然后再抽真空至10-5 ～10-3mbar，如此反复4次。最终保持坩埚熔炼室的真空度为10-5 mbar ，待熔炼的原材料为纯铝、铌化铝、纯碳和海绵钛，放入坩埚熔炼室进行熔炼；
离心铸造的步骤为:两次冷却，两次成型；
第一次冷却的步骤为，出炉空冷，将型芯溶出后，清洗零件并烘干；第二次成型的步骤为，将第一次冷却后得到的铸件放入预热到800 ～ 900℃的模具中，然后在加热炉内加热到1100 ～ 1150℃，然后进行离心铸造，离心转速为310rpm， 浇铸时间为6s ；第二次冷却的步骤为，出炉空冷；
切边和喷砂的步骤为，采用机械方法清除型壳，将浇铸系统切除，用高压水切掉工艺边，进行喷砂处理；
热等静压的温度为950～990℃，热等静压的压力为100MPa，保压时间为6小时。
金属叶片的材质为钛铝合金，钛铝合金的组成按重量百分比为40%的铝、4.5% 的铌、0.2% 的碳，余量为钛和不可避免的杂质。
实施例2：
模具制造的步骤为:将熔模浸入到面层涂料中沾浆取出，然后进行面层的撒砂、干燥，得到模壳，将模壳放入加热炉中，在温度为450 ～ 500℃保温3h，然后继续升温为800 ～900℃，保温3h，继续升温为1050 ～ 1100℃，保温2.5h，然后随炉冷却到室温，得到模具；
原料熔炼的步骤为:先采用惰性气体对坩埚熔炼室进行6次的冲洗，即先将坩埚熔炼室抽真空至10-5 ～10-3mbar，然后充入氩气至10 ～ 14mbar，然后再抽真空至10-5 ～10-3mbar，如此反复6次。最终保持坩埚熔炼室的真空度为10-3mbar ，待熔炼的原材料为纯铝、铌化铝、纯碳和海绵钛，放入坩埚熔炼室进行熔炼；
离心铸造的步骤为:两次冷却，两次成型；
第一次冷却的步骤为，出炉空冷，将型芯溶出后，清洗零件并烘干；第二次成型的步骤为，将第一次冷却后得到的铸件放入预热到800 ～ 900℃的模具中，然后在加热炉内加热到1100 ～ 1150℃，然后进行离心铸造，离心转速为310rpm， 浇铸时间为10s ；第二次冷却的步骤为，出炉空冷；
切边和喷砂的步骤为，采用机械方法清除型壳，将浇铸系统切除，用高压水切掉工艺边，进行喷砂处理；
热等静压的温度为950～990℃，热等静压的压力为180MPa，保压时间为3小时。
金属叶片的材质为钛铝合金，钛铝合金的组成按重量百分比为45%的铝、3%的铌、0.6%的碳，余量为钛和不可避免的杂质。

Claims (3)

1.一种适宜叶片的金属零件精密铸造方法，其特征在于按照以下步骤进行:模具制造，原料熔炼，离心铸造，切边和喷砂，热等静压；
所述模具制造的步骤为:将熔模浸入到面层涂料中沾浆取出，然后进行面层的撒砂、干燥，得到模壳，将模壳放入加热炉中，在温度为400 ～ 500℃保温2.5 ～3h，然后继续升温为800 ～900℃，保温2.5 ～3h，继续升温为1000 ～ 1100℃，保温2.5 ～3h，然后随炉冷却到室温，得到模具；
所述原料熔炼的步骤为:先采用惰性气体对坩埚熔炼室进行4～6次的冲洗，，最终保持坩埚熔炼室的真空度为10-5 ～10-3mbar ，待熔炼的原材料为纯铝、铌化铝、纯碳和海绵钛，放入坩埚熔炼室进行熔炼；
所述离心铸造的步骤为:两次冷却，两次成型；
第一次冷却的步骤为，出炉空冷，将型芯溶出后，清洗零件并烘干；第二次成型的步骤为，将第一次冷却后得到的铸件放入预热到800 ～ 900℃的模具中，然后在加热炉内加热到1100 ～ 1150℃，然后进行离心铸造，离心转速为310rpm， 浇铸时间为6 ～10s ；第二次冷却的步骤为，出炉空冷；
所述切边和喷砂的步骤为，采用机械方法清除型壳，将浇铸系统切除，用高压水切掉工艺边，进行喷砂处理；
所述热等静压的温度为950～990℃，热等静压的压力为100～180MPa，保压时间为3 ～6 小时。
2.根据权利要求1 所述的适宜叶片的金属零件精密铸造方法，其特征在于:所述的惰性气体对坩埚熔炼室进行4 ～ 8 次的冲洗为，先将坩埚熔炼室抽真空至10-5 ～ 10-3mbar，然后充入氩气至10 ～ 14mbar，然后再抽真空至10-5 ～ 10-3mbar，如此反复共4～6次。
3.根据权利要求1 所述的适宜叶片的金属零件精密铸造方法，其特征在于:所述金属叶片的材质为钛铝合金，所述钛铝合金的组成按重量百分比为40 ～ 45% 的铝、3 ～4.5%的铌、0.2 ～0.6% 的碳，余量为钛和不可避免的杂质。
CN201610863278.0A 2016-09-29 2016-09-29 一种适宜叶片的金属零件精密铸造方法 Pending CN106513618A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610863278.0A CN106513618A (zh) 2016-09-29 2016-09-29 一种适宜叶片的金属零件精密铸造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610863278.0A CN106513618A (zh) 2016-09-29 2016-09-29 一种适宜叶片的金属零件精密铸造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106513618A true CN106513618A (zh) 2017-03-22

Family

ID=58344235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610863278.0A Pending CN106513618A (zh) 2016-09-29 2016-09-29 一种适宜叶片的金属零件精密铸造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106513618A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120111524A1 (en) * 2010-11-05 2012-05-10 Schlichting Kevin W Shot tube plunger for a die casting system
CN103506594A (zh) * 2013-09-22 2014-01-15 苏州华宇精密铸造有限公司 一种发动机叶片的精密铸造方法
CN103521704A (zh) * 2013-10-20 2014-01-22 王文姣 一种叶片的铸造方法
CN105710332A (zh) * 2014-12-05 2016-06-29 青岛泰威机床有限公司 叶片铸造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120111524A1 (en) * 2010-11-05 2012-05-10 Schlichting Kevin W Shot tube plunger for a die casting system
CN103506594A (zh) * 2013-09-22 2014-01-15 苏州华宇精密铸造有限公司 一种发动机叶片的精密铸造方法
CN103521704A (zh) * 2013-10-20 2014-01-22 王文姣 一种叶片的铸造方法
CN105710332A (zh) * 2014-12-05 2016-06-29 青岛泰威机床有限公司 叶片铸造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108179295B (zh) 一种增强型随形冷却模具铜的快速制造方法
CN104404508B (zh) 一种铝合金结构件的激光增材制造方法
WO2017114068A1 (zh) 一种汽车发动机叶片的环保型制备方法
WO2017114078A1 (zh) 一种发动机部件的制备方法
CN103521704B (zh) 一种叶片的铸造方法
WO2017114066A1 (zh) 一种汽车发动机壳体的环保型制备方法
CN103506594B (zh) 一种发动机叶片的精密铸造方法
CN106944592A (zh) 水溶蜡和水溶性陶瓷芯组合在铝合金熔模铸造中的应用
CN109986025A (zh) 不锈钢水泵叶轮熔模铸造工艺
CN107127343A (zh) 一种镍基合金结构件的电子束增材制造方法
CN103509973A (zh) 一种精密铸造的叶片及其制造方法
CN107405681B (zh) 用于制造涡轮机部件、坯件以及最终部件的方法
CN109014230A (zh) 一种钼金属格栅的制备方法
CN111097875B (zh) 一种内冷铁用于厚大型熔模铸件加速凝固冷却的铸造工艺
CN105710332A (zh) 叶片铸造方法
CN114293159B (zh) 一种镍基合金靶材的制备方法
CN111069532B (zh) 一种复杂型腔结构钛合金铸件精密铸造方法
CN100493778C (zh) 大型高温合金铸件的砂模铸造方法
CN109986029A (zh) 水泵泵体熔模铸造工艺
CN106513618A (zh) 一种适宜叶片的金属零件精密铸造方法
CN106956000A (zh) 一种TiAl基合金成形件的快速制备方法
CN105618701B (zh) 一种耐磨钢件的精密铸造方法
CN106735036A (zh) 叶片铸造方法
CN111136258B (zh) 一种高温Ti基合金铸件的热处理方法
CN112191802B (zh) 一种Nb-Si基超高温合金定向凝固叶片模拟件的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170322

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication