CN107243601B - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107243601B CN107243601B CN201710348747.XA CN201710348747A CN107243601B CN 107243601 B CN107243601 B CN 107243601B CN 201710348747 A CN201710348747 A CN 201710348747A CN 107243601 B CN107243601 B CN 107243601B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- casting
- shell
- coating
- electro
- shell model
- 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
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 53
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 53
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 59
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 19
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 15
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 13
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 7
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 claims description 6
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 claims description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 abstract description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 abstract description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009415 formwork Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 63
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 32
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 5
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 5
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 5
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 4
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical group [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000010415 tropism Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- B22C9/043—Removing the consumable pattern
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C3/00—Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
- B22D27/045—Directionally solidified castings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
本发明属于铸造领域，涉及一种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，适用于熔模铸造用熔模精铸高温合金铸件的型壳制备。该制备方法包括压制蜡模，配制面层涂料、过渡层涂料、中间层涂料以及背层涂料，将蜡模依次浸入上述涂料并撒相应的砂子干燥后制成型壳模型，型壳模型脱蜡和焙烧等五个步骤。该技术解决现有型壳的退让性和溃散性差的缺点，采用其作为熔模精铸的模壳后，高温合金单晶铸件收缩受阻区的铸造残余应力显著减小，从而消除后续热处理所引起的铸件再结晶缺陷，保证铸件毛坯的单晶完整性，显著提高铸件合格率。
Description
技术领域
本发明属于铸造领域，涉及一种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，适用于熔模铸造用熔模精铸高温合金铸件的型壳制备。
背景技术
自上个世纪90年代以来，几乎所有先进航空发动机都采用单晶高温合金铸件，如：推重比为10的发动机F119、F120、GE90、EJ200、M88-2、P2000等。高强度是定向凝固用硅溶胶型壳的重要特点，这往往导致型壳的退让性和溃散性差。此外，由于铸造合金的热膨胀系数要远远大于陶瓷型壳，铸件的凝固收缩必然被陶瓷型壳阻碍，这导致铸件的应力集中区域产生塑性变形，贮存一定的内应力。带有塑性变形的铸件在高温热处理过程中会发生回复和再结晶。由于单晶合金不含或少量含有晶界强化元素，再结晶层成为性能薄弱的区域，这种区域往往对铸件的高温力学性能产生一些不利的影响。
为解决这一难题，人们通常从以下方面入手：
(1)在高温热处理之前减少或完全消除材料的塑性变形；
(2)采用合适的热处理制度释放材料的塑性变形储存能，减少再结晶驱动力；
(3)在铸件表面涂敷涂层，增加再结晶界面能；
(4)调整合金成分，在合金中生成第二相粒子，对再结晶晶界形成钉扎，阻碍再结晶进行。
为此采用的具体工艺方法有：
(1)通过腐蚀方法来去除表面变形层；
(2)对铸件进行预回复热处理；
(3)对铸件表面进行渗碳；
(4)铸件表面施加渗层
上述方法的应用都一定程度上减少铸件再结晶，但是目前为止真正解决该问题还需要更进一步的工作，主要原因在于铸造残余应力的消除十分困难。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种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，通过提高型壳退让性使熔模铸造过程中铸件残余应力降低，从而抑制热处理时的局部再结晶，提高铸件的单晶完整性。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种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，包括以下步骤：
第1步，进行蜡模压制；
第2步，分别配制面层涂料、过渡层涂料、中间层涂料和背层涂料；
第3步，将第1步中制成的蜡模依次浸入第2步制得的面层涂料、过渡层涂料、中间层涂料和背层涂料中并撒砂，制成型壳模型；
第4步，对第3步中制成的型壳模型进行蒸气脱蜡处理；
第5步，将第4步中经过脱蜡处理的型壳在高温炉中进行焙烧后即得到所需要的复合型壳。
所述的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，在制备过程中，涂料采用的耐火原料为熔融石英粉或电熔刚玉粉，熔融石英粉或电熔刚玉粉的粒度为320目；撒砂采用的耐火原料为熔融石英砂或电熔刚玉砂，熔融石英砂或电熔刚玉砂的粒度为16～100目。
所述的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，优选的，熔融石英粉作为型壳的夹层来使用。
所述的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，第2步中，根据以下步骤进行涂料配制：
(1)用电熔刚玉粉、硅溶胶粘结剂、润湿剂和消泡剂配制面层涂料，电熔刚玉粉和硅溶胶粘结剂的重量比例范围为3～4：1，润湿剂和消泡剂比例为硅溶胶体积的0.4～0.6％，保证料浆粘度在30～35秒；
(2)用电熔刚玉粉和硅溶胶粘结剂配制过渡层涂料，电熔刚玉粉和硅溶胶粘结剂的重量比例为2～3：1，粘度在20～22秒；
(3)用熔融石英粉和硅溶胶粘结剂配制中间层涂料，电熔刚玉粉和硅溶胶粘结剂的重量比例为1～1.5：1，粘度在10～12秒；
(4)用电熔刚玉粉和硅溶胶粘结剂配制背层涂料，电熔刚玉粉和硅溶胶粘结剂的重量比例为1～1.5：1，粘度在10～12秒。
所述的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，第3步中，根据以下步骤进行涂料涂挂与撒砂：
(1)将第1步制得的蜡模清洗干净后完全浸入第2步中制得的面层涂料后提出，在其表面均匀撒上电熔刚玉砂后，进行干燥处理制得第一层型壳模型；
(2)将干燥的第一层型壳模型完全浸入第2步中制得的过渡层涂料后提出，在其表面均匀撒上电熔刚玉砂后，进行干燥处理制得第二层型壳模型；
(3)将干燥的第二层型壳模型完全浸入第2步中制得的中间层涂料后提出，在其表面均匀撒上电熔刚玉砂后，进行干燥处理制得第三层型壳模型，再经过一次相同处理后得到第四层型壳模型；
(4)将干燥的第四层型壳模型完全浸入第2步中制得的背层涂料后提出，在其表面均匀撒上电熔刚玉砂后，进行干燥处理制得第五层型壳模型，再经过一次相同处理后得到第六层型壳模型；
(5)将干燥的第六层型壳模型浸入第2步中制得的背层涂料后提出，干燥后制成所需的型壳模型。
所述的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，第4步中，蒸气脱蜡的釜压力为0.5～0.7MPa，脱蜡时间为10～20分钟。
所述的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，第5步中，根据以下步骤进行焙烧：保持焙烧温度为800～850摄氏度，并保温1～5h，最后炉冷到小于200摄氏度出炉即得复合模壳。
本发明的优点及有益效果是：
1、本发明采用电熔刚玉和熔融石英两种材料制备的熔模精铸用复合型壳，制备方法包括压制蜡模、配制面层涂料、过渡层涂料、中间层涂料以及背层涂料，以及将蜡模依次浸入上述涂料并撒相应的砂子干燥后制成型壳模型、型壳模型脱蜡和焙烧等五个步骤。该技术解决现有型壳的退让性和溃散性差的缺点，采用其作为熔模精铸的模壳后，高温合金单晶铸件收缩受阻区的铸造残余应力显著减小，从而消除后续热处理所引起的铸件再结晶缺陷，保证铸件毛坯的单晶完整性，显著提高铸件合格率。
2、本发明通过优化制壳用耐火材料来提高型壳退让性的技术，其复合层采用熔融石英。采用该方法后，铸件的残余应力大幅度降低，热处理时的再结晶缺陷得到彻底解决。
附图说明
图1为本发明实施例下定向凝固后的复合型壳退让性示意图。
图2为普通型壳和本发明复合型壳的铸件单晶完整性示意图。(a)普通型壳的叶片产生再结晶晶粒；(b)复合型壳的叶片无再结晶晶粒。
具体实施方式
在具体实施过程中，本发明采用在型壳制备过程中对耐火材料进行优化的技术来抑制铸件的再结晶，所选用的耐火材料是电熔刚玉和熔融石英，其设计思想是：通过降低型壳强度来提高其溃散性或退让性从而降低对铸件的作用力，进而减小铸件的塑性变形及后续热处理导致的再结晶缺陷；同时，利用相变来促进型壳的体积变化从而降低清除残余型壳的冲击力导致的铸件塑性变形。其中，降低型壳强度的原理是：利用耐火材料的热膨胀性能差异，在焙烧或预热过程中使型壳内部形成均匀分布的微裂纹，降低型壳强度；利用铸件浇注后型壳内的由熔融石英转化而成的方石英的相变来进一步降低型壳的低温强度，有利于清壳。
下面结合具体实例说明定向凝固高温合金铸件抑制再结晶的具体实施方式，但定向凝固高温合金铸件抑制再结晶的具体实施方式不局限于下述的实施例。
实施例
本实施例中，定向凝固高温合金铸件(本实施例合金牌号：DD407)抑制再结晶的方法依次采用的步骤如下：
(1)涂料制备
a)面层涂料的配制：先将定量的硅溶胶倒入涂料桶内，再依次加入各占硅溶胶0.3vol.％的润湿剂和消泡剂，同时开动搅拌机，边搅拌边缓慢加入3倍于硅溶胶重量的电熔刚玉粉，经搅拌48小时后，通过加入蒸馏水调整粘度约30～35秒。
b)过渡层涂料的配制：先将定量的硅溶胶倒入涂料桶内，同时开动搅拌机，边搅拌边缓慢加入2倍于硅溶胶重量的电熔刚玉粉，经搅拌48小时后，通过加入蒸馏水调整粘度约20～22秒。
c)中间层涂料的配制：先将定量的硅溶胶倒入涂料桶内，同时开动搅拌机，边搅拌边缓慢加入1倍于硅溶胶重量的熔融石英粉，经搅拌48小时后，通过加入蒸馏水调整粘度约10～12秒。
d)背层涂料的配制：先将定量的硅溶胶倒入涂料桶内，同时开动搅拌机，边搅拌边缓慢加入1.5倍于硅溶胶重量的电熔刚玉粉，经搅拌48小时后，通过加入蒸馏水调整粘度约10～12秒。
(2)涂料涂挂与撒砂
a)将清洗后的模组缓慢浸入面层涂料内10～15秒后，取出模组，使模组均匀的覆盖一层涂料，再把模组送入雨淋式撒砂机内，使表面均匀覆盖一层100目电熔刚玉砂，然后将模组放在涂料架上自然干燥大于12小时(本实施例为16小时)，制得第一层型壳模型，其厚度为0.1～0.2mm。环境湿度为55～65％，而温度为21～23摄氏度，风速小于0.5米/秒(本实施例为0.3米/秒)。
b)吹去表面浮砂后将模组浸入过渡层涂料，操作同面层涂料，挂60目电熔刚玉砂后将模组放在涂料架上自然干燥大于8小时(本实施例为12小时)，制得第二层型壳模型，其厚度为0.5～1mm。环境湿度为45～55％，而温度为21～23摄氏度，风速为3～5米/秒。
c)吹去表面浮砂后将模组浸入中间层涂料，操作同面层涂料，挂30～60目电熔刚玉砂后将模组放在涂料架上自然干燥大于8小时(本实施例为12小时)，制得第三层型壳模型，其厚度为1～1.5mm。环境湿度为45～55％，而温度为21～23摄氏度，风速为3～5米/秒。
d)重复步骤c)，制得第四层型壳模型，其厚度为1～1.5mm。
e)吹去表面浮砂后将模组浸入背层涂料，操作同面层涂料，挂60目电熔刚玉砂后将模组放在涂料架上自然干燥大于8小时(本实施例为12小时)，制得第五层型壳模型，其厚度为1～2mm。环境湿度为45～55％，而温度为21～23摄氏度，风速为3～5米/秒。
f)重复步骤e)，制得第六层型壳模型，其厚度为1～2mm。
g)吹去表面浮砂后将模组浸入背层涂料，干燥大于48小时(本实施例为56小时)，制成所需的型壳模型，其总体厚度为7～9mm。环境湿度为45～55％，而温度为21～23摄氏度，风速为3～5米/秒。
(3)型壳脱蜡与焙烧
a)型壳脱蜡前浇口杯清理在制壳间操作，除掉型壳浇口杯端部残余型壳，浇口杯外沿用砂轮修磨平齐，清理浇口杯壁上的浮砂。脱蜡时，叶身可以倾斜，浇口杯朝下放置。温度设定170±5℃，压力0.6～0.65MPa，放气阀自动放气，型壳脱蜡时间：10～20min。
b)将型壳放入焙烧炉中，3h左右升温至(820±20)℃，保温(3h±10min)，随炉冷却至200℃以下时出炉。
(4)浇注
在熔炼室内将合金熔化，温度为1530℃；静置两分钟后，将合金液注入型壳中；启动真空泵，抽去铸型室的一氧化碳气体；打开阀门，向铸型室注入空气，以5mm/min的速度向下移动铸型室直到完成拉晶；
(5)热处理
对单晶合金叶片进行热处理：1300℃/3h，AC.(气冷至室温)+1080℃/5h，AC.(气冷至室温)+870℃/16h，AC.(气冷至室温)。
(6)腐蚀
铸件再结晶检查采用宏观腐蚀方法，化学腐蚀用配方为硝酸：氢氟酸：蒸馏水的体积比＝1：1：2；中和液为碳酸氢钠(浓度1～2wt％)水溶液；腐蚀液要浸没铸件，能够看清表面晶粒情况时停止腐蚀，捞出铸件，即刻放入中和液中浸泡3～5分钟。捞出中和好的铸件，放入清洁、流动的水中清洗，同时用毛刷刷洗铸件表面氧化物直至清洗干净，清洗时间大于10分钟(本实施例为15分钟)。
如图1所示，优化制壳材料能显著提高型壳的溃散性，定向凝固后的复合型壳具有良好溃散性。如图2(a)-(b)所示，普通型壳的叶片产生再结晶晶粒，本发明复合型壳制备铸件经热处理后的叶片应力集中点处无再结晶晶粒缺陷。
Claims (4)
1.一种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，其特征是，包括以下步骤：
第1步，进行蜡模压制；
第2步，分别配制面层涂料、过渡层涂料、中间层涂料和背层涂料；
第3步，将第1步中制成的蜡模依次浸入第2步制得的面层涂料、过渡层涂料、中间层涂料和背层涂料中并撒砂，制成型壳模型；
第4步，对第3步中制成的型壳模型进行蒸气脱蜡处理；
第5步，将第4步中经过脱蜡处理的型壳在高温炉中进行焙烧后即得到所需要的复合型壳；
第2步中，根据以下步骤进行涂料配制：
（1）用电熔刚玉粉、硅溶胶粘结剂、润湿剂和消泡剂配制面层涂料，电熔刚玉粉和硅溶胶粘结剂的重量比例范围为3～4：1，润湿剂和消泡剂比例为硅溶胶体积的0.4～0.6%，保证料浆粘度在30～35秒；
（2）用电熔刚玉粉和硅溶胶粘结剂配制过渡层涂料，电熔刚玉粉和硅溶胶粘结剂的重量比例为2～3：1，粘度在20～22秒；
（3）用熔融石英粉和硅溶胶粘结剂配制中间层涂料，电熔刚玉粉和硅溶胶粘结剂的重量比例为1～1.5：1，粘度在10～12秒；
（4）用电熔刚玉粉和硅溶胶粘结剂配制背层涂料，电熔刚玉粉和硅溶胶粘结剂的重量比例为1～1.5：1，粘度在10～12秒；
第3步中，根据以下步骤进行涂料涂挂与撒砂：
（1） 将第1步制得的蜡模清洗干净后完全浸入第2步中制得的面层涂料后提出，在其表面均匀撒上电熔刚玉砂后，进行干燥处理制得第一层型壳模型；
（2）将干燥的第一层型壳模型完全浸入第2步中制得的过渡层涂料后提出，在其表面均匀撒上电熔刚玉砂后，进行干燥处理制得第二层型壳模型；
（3）将干燥的第二层型壳模型完全浸入第2步中制得的中间层涂料后提出，在其表面均匀撒上电熔刚玉砂后，进行干燥处理制得第三层型壳模型，再经过一次相同处理后得到第四层型壳模型；
（4）将干燥的第四层型壳模型完全浸入第2步中制得的背层涂料后提出，在其表面均匀撒上电熔刚玉砂后，进行干燥处理制得第五层型壳模型，再经过一次相同处理后得到第六层型壳模型；
（5）将干燥的第六层型壳模型浸入第2步中制得的背层涂料后提出，干燥后制成所需的型壳模型。
2.根据权利要求1所述的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，其特征是，熔融石英粉或电熔刚玉粉的粒度为320目，电熔刚玉砂的粒度为16～100目。
3.根据权利要求1所述的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，其特征是，第4步中，蒸气脱蜡的釜压力为0.5～0.7MPa，脱蜡时间为10～20分钟。
4.根据权利要求1所述的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，其特征是，第5步中，根据以下步骤进行焙烧：保持焙烧温度为800～850摄氏度，并保温1～5h，最后炉冷到小于200摄氏度出炉即得复合模壳。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710348747.XA CN107243601B (zh) | 2017-05-17 | 2017-05-17 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710348747.XA CN107243601B (zh) | 2017-05-17 | 2017-05-17 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107243601A CN107243601A (zh) | 2017-10-13 |
| CN107243601B true CN107243601B (zh) | 2019-06-07 |
Family
ID=60016625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710348747.XA Active CN107243601B (zh) | 2017-05-17 | 2017-05-17 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107243601B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115041629A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-13 | 河北钢研德凯科技有限公司 | 一种复合型壳面层涂料和复合型壳 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109909445B (zh) * | 2019-01-25 | 2021-01-12 | 上海交通大学 | 抑制高温合金涡轮叶片表面粘砂的陶瓷型壳及制备方法 |
| CN109648065B (zh) * | 2019-02-01 | 2020-08-21 | 中国科学院金属研究所 | 一种单晶高温合金再结晶形成倾向性的评定方法 |
| CN110487788B (zh) * | 2019-07-12 | 2021-08-20 | 中国科学院金属研究所 | 一种单晶高温合金小角度晶界形成倾向性的评定方法 |
| FR3100144B1 (fr) * | 2019-09-04 | 2021-10-01 | Safran Aircraft Engines | Procede de fabrication d’une piece metallique limitant l’apparition de grains recristallises dans ladite piece |
| CN112658211A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-16 | 河北钢研德凯科技有限公司 | 单晶高温合金型壳及其制备方法 |
| CN113458343B (zh) * | 2021-07-05 | 2022-04-01 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种避免单晶空心叶片内腔再结晶的方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001232445A (ja) * | 2000-02-23 | 2001-08-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 単結晶精密鋳造用鋳型の製造方法 |
| CN1541786A (zh) * | 2003-05-01 | 2004-11-03 | 中国科学院金属研究所 | 一种熔模铸造γ－TiAl基合金模壳的制备方法 |
| CN101829776A (zh) * | 2010-05-26 | 2010-09-15 | 中国科学院金属研究所 | 一种精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法 |
| CN101941053A (zh) * | 2009-07-08 | 2011-01-12 | 中国科学院金属研究所 | 一种高复杂程度平板类高温合金铸件的制备方法 |
| CN104550731A (zh) * | 2014-12-06 | 2015-04-29 | 沈阳工业大学 | 单晶空心涡轮叶片防表面杂晶与再结晶形成的制备工艺 |
| CN104972062A (zh) * | 2014-04-13 | 2015-10-14 | 浙江亚辰新材料科技有限公司 | 一种高温合金涡轮的制备工艺 |
| CN105903901A (zh) * | 2016-05-13 | 2016-08-31 | 上海万泽精密铸造有限公司 | 一种基于熔融石英的近零收缩率型壳及其制备方法 |
| CN106001513A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-10-12 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种熔模精密铸造单晶高温合金薄壁试样的制备方法 |
-
2017
- 2017-05-17 CN CN201710348747.XA patent/CN107243601B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001232445A (ja) * | 2000-02-23 | 2001-08-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 単結晶精密鋳造用鋳型の製造方法 |
| CN1541786A (zh) * | 2003-05-01 | 2004-11-03 | 中国科学院金属研究所 | 一种熔模铸造γ－TiAl基合金模壳的制备方法 |
| CN101941053A (zh) * | 2009-07-08 | 2011-01-12 | 中国科学院金属研究所 | 一种高复杂程度平板类高温合金铸件的制备方法 |
| CN101829776A (zh) * | 2010-05-26 | 2010-09-15 | 中国科学院金属研究所 | 一种精细结构高温合金薄壁铸件的制备方法 |
| CN104972062A (zh) * | 2014-04-13 | 2015-10-14 | 浙江亚辰新材料科技有限公司 | 一种高温合金涡轮的制备工艺 |
| CN104550731A (zh) * | 2014-12-06 | 2015-04-29 | 沈阳工业大学 | 单晶空心涡轮叶片防表面杂晶与再结晶形成的制备工艺 |
| CN106001513A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-10-12 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种熔模精密铸造单晶高温合金薄壁试样的制备方法 |
| CN105903901A (zh) * | 2016-05-13 | 2016-08-31 | 上海万泽精密铸造有限公司 | 一种基于熔融石英的近零收缩率型壳及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115041629A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-09-13 | 河北钢研德凯科技有限公司 | 一种复合型壳面层涂料和复合型壳 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107243601A (zh) | 2017-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107243601B (zh) | 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 | |
| CN104772429B (zh) | 一种高性能定向凝固用陶瓷模壳及其制备工艺 | |
| CN105057594B (zh) | 一种熔模精密铸造工艺 | |
| CN106563773B (zh) | 一种基于激光加热技术防止单晶叶片杂晶缺陷的方法 | |
| JP5410184B2 (ja) | 方向性鋳造用の高エミッタンスシェルモールド | |
| CN103071764B (zh) | 用于钛及钛合金精密铸造的CaZrO3型壳的制备方法 | |
| CN104325081B (zh) | 一种内部植入保温材料的复合式型壳的制备方法 | |
| CN110280717B (zh) | 一种喷墨粘接三维打印砂型钛合金铸造工艺 | |
| CN106311980B (zh) | 一种高温合金定向/单晶叶片铸造用陶瓷型壳的制备方法 | |
| CN105834361A (zh) | 一种异形截面短切碳纤维改性陶瓷模壳的制备方法 | |
| CN105537518A (zh) | 一种发动机部件的制备方法 | |
| CN110340279A (zh) | 大型铸件铸造方法 | |
| CN102950251A (zh) | 一种抗界面反应的复合陶瓷型壳 | |
| CN102847875A (zh) | 一种用于叶片定向凝固、防止合金粘砂的制壳工艺方法 | |
| CN112139451A (zh) | 复杂薄壁中空铝合金航空件的熔模铸造工艺 | |
| 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 | |
| CN111203514A (zh) | 一种高温合金复杂薄壁铸件精密铸造方法 | |
| CN106216636B (zh) | 一种AlMg3铝合金叶片尖部接闪器低压铸造方法 | |
| CN101429045B (zh) | 醋酸锆粘结氧化钇模壳及其制备方法 | |
| CN110342914A (zh) | 一种陶瓷型芯及制备方法 | |
| CN106513578A (zh) | 一种熔模铸造Nb‑Si基合金用的型壳制备方法 | |
| CN113463187A (zh) | 一种轻量化点阵结构单晶高温合金铸件的制备方法 | |
| CN110407604A (zh) | 石膏材料组合物、石膏型、海绵金属，以及相应的制备方法 | |
| FR2896711A1 (fr) | Nouveau procede de moulage. | |
| CN107216156A (zh) | MgAl2O4‑SrZrO3复合型壳、应用及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |