CN107999691A - 一种防止大型高温合金铸件变形的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种防止大型高温合金精密铸件变形的方法。本发明针对大型高温合金模具铸件出现变形的问题，提出一种防止大型高温合金精密铸件变形的方法。通过1)壳型固化2)壳型烘干3)造型4)加入专用盖板等措施增强铸型强度及在造型阶段进行固化有效解决了大型高温合金模具铸造变形的问题。

Description

一种防止大型高温合金铸件变形的方法
技术领域
本发明属于大型高温合金铸件的精密铸造领域，特别涉及一种防止大型高温合金铸件铸造变形的方法。
背景技术
粉末高温合金由于其常温变形抗力大，变形温度范围窄，所以需采用等温锻造工艺进行变形。在粉末高温合金的等温锻造过程中，模具的温度加热至接近开始锻造的温度，要求模具具有良好的承温能力，因此模具材的制备技术非常重要。国外通常采用真空等温锻造工艺，模具材料选用钼质合金。镍基高温合金由于具有优良的抗氧化能力、出色的承温能力及良好的铸造性能，国内的模具材料通常选用镍基铸造高温合金。采用真空熔模精密铸造法生产大型镍基高温合金等温锻造模具铸件，具有纯净度高、内部冶金质量好、加工余量小等优点，采用该方法生产大型高温合金模具铸件尚未见国内外文献报道。然而，随着模具铸件的尺寸越来越大，在铸造过程中铸件出现变形的问题越来越频繁，变形导致加工余量大、甚至报废，制造成本相应增加。因此，防止铸件在铸造过程中出现变形，成为目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明内容的目的：针对背景技术中存在的问题，提出一种防止大型高温合金精密铸件变形的方法。
本发明的技术方案是：一种防止大型高温合金铸件变形的方法，包括如下步骤：
步骤1)在高温合金铸件的壳型外围包裹镁砂，其中，所采用的镁砂加入一定比例水玻璃，包裹厚度为50～150mm，待镁砂和水玻璃固化后室温干燥；
步骤2)将包裹后的壳型入炉加热，加热速率为100～200℃/h，升至450～550℃后保温2～3小时，之后随炉冷却；
步骤3)在砂箱底部铺好石英砂后放入冷却后的壳型，之后在砂箱中继续填入石英砂，将壳型在周向和底部完全包裹在石英砂中；在砂箱上方盖上盖板，盖板厚度为50～100mm，材质选用304不锈钢，防止出炉后氧化，且在盖板上对应壳型入料口的位置开口；
步骤4)熔炼炉抽真空到20Pa以下，将高温合金入炉进行熔炼；高温合金料化清后，炉温升到1500℃以上，保温40分钟～120分钟，之后降温到1400℃～ 1500℃，加入填料，待填料熔化后搅拌均匀，后降温到1400℃～1500℃，保温作为浇注熔料；
步骤5)将砂箱以及壳型预热到400～800℃，保温2～5h后进行浇注，将浇注熔料从从盖板开口注入到壳型中，浇注后保温0.5～3h。
优选的，所采用的.镁砂与水玻璃的比例为100～200。
优选的，镁砂是粒度为0.5～4mm。
本发明的优点：通过增强铸型强度及在造型阶段进行固化有效解决了大型高温合金模具铸造变形的问题。
附图说明
图1是本发明的铸型示意图
1—盖板；2—冒口；3—细镁砂层；4—石英砂；5—铸零件
具体实施方式
下面通过具体的实施案例结合附图对本发明作进一步详细描述。
一种防止大型高温合金铸件变形的方法，包括如下步骤：
步骤1)在高温合金铸件的壳型外围包裹细镁砂，其中，所采用的镁砂加入一定比例水玻璃，包裹厚度为50～150mm，待细镁砂和水玻璃固化后室温干燥；
步骤2)将包裹后的壳型入炉加热，加热速率为100～200℃/h，升至450～550℃后保温2～3小时，之后随炉冷却；
步骤3)在砂箱底部铺好石英砂后放入冷却后的壳型，之后在砂箱中继续填入石英砂，将壳型在周向和底部完全包裹在石英砂中；在砂箱上方盖上盖板，盖板厚度为50～100mm，材质选用304不锈钢，防止出炉后氧化，且在盖板上对应壳型入料口的位置开口；
步骤4)熔炼炉抽真空到20Pa以下，将高温合金入炉进行熔炼；高温合金料化清后，炉温升到1500℃以上，保温40分钟～120分钟，之后降温到1400℃～ 1500℃，加入填料，待填料熔化后搅拌均匀，后降温到1400℃～1500℃，保温作为浇注熔料；
步骤5)将砂箱以及壳型预热到400～800℃，保温2～5h后进行浇注，将浇注熔料从从盖板开口注入到壳型中，浇注后保温0.5～3h。
其中的高温合金可以为钛合金或镍基合金，例如K403合金。
各实例参数见表1。
表1
表1

Claims (6)

1.一种防止大型高温合金铸件变形的方法，包括如下步骤：
步骤1)在高温合金铸件的壳型外围包裹镁砂，其中，所采用的镁砂加入水玻璃，包裹厚度为50～150mm，待镁砂和水玻璃固化后室温干燥；
步骤2)将包裹后的壳型入炉加热，加热速率为100～200℃/h，升至450～550℃后保温2～3小时，之后随炉冷却；
步骤3)在砂箱底部铺好石英砂后放入冷却后的壳型，之后在砂箱中继续填入石英砂，将壳型在周向和底部完全包裹在石英砂中；在砂箱上方盖上盖板，盖板厚度为50～100mm，材质选用304不锈钢，防止出炉后氧化，且在盖板上对应壳型入料口的位置开口；
步骤4)熔炼炉抽真空到20Pa以下，将高温合金入炉进行熔炼；高温合金料化清后，炉温升到1500℃以上，保温40分钟～120分钟，之后降温到1400℃～1500℃，加入填料，待填料熔化后搅拌均匀，后降温到1400℃～1500℃，保温作为浇注熔料；
步骤5)将砂箱以及壳型预热到400～800℃，保温2～5h后进行浇注，将浇注熔料从从盖板开口注入到壳型中，浇注后保温0.5～3h。
2.如权利要求1所述的一种防止大型高温合金铸件变形的方法，其特征在于：包裹厚度为60mm，盖板厚度为60，炉温为470℃，炉内保温时间为2.2h，加热速率为120℃/h。
3.如权利要求1所述的一种防止大型高温合金铸件变形的方法，其特征在于：包裹厚度为80mm，盖板厚度为90，炉温为490℃，炉内保温时间为2.5h，加热速率为160℃/h。
4.如权利要求1所述的一种防止大型高温合金铸件变形的方法，其特征在于：包裹厚度为100mm，盖板厚度为80，炉温为510℃，炉内保温时间为2.8h，加热速率为150℃/h。
5.如权利要求1所述的一种防止大型高温合金铸件变形的方法，其特征在于：所采用的.镁砂与水玻璃的比例为100～200。
6.如权利要求1所述的一种防止大型高温合金铸件变形的方法，其特征在于：镁砂是粒度为0.5～4mm。
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