CN108188361B - 一种防止高温合金浇注时熔化粘连底座的方法 - Google Patents

Abstract

一种防止高温合金浇注时熔化粘连底座的方法，具有步骤：1）选取与待浇注的高温合金成分相同的屑料，通过压实，制成厚度为30‑50mm、横截面形状与模具内腔的横截面形状相适应的屑料饼；2）将步骤1）制得的屑料饼置于模具内腔中心，位于底座上，屑料饼的周边与模具对应的腔壁之间具有8‑13mm的间隙空间；3）熔炼待浇注的高温合金为合金液，合金液倒入模具内腔中，合金液包围屑料饼，屑料饼吸热熔化与合金液混合，合金液释热冷却成型后，将底座取掉，得到高温合金铸锭。本发明步骤简单、操作方便，有效避免浇注时高温合金液直接与模具底部垫设的底座接触，达到阻流降温的效果，防止底座熔蚀粘结，避免合金底部成分因粘结而引起的差异，底座可重复使用，降低合金加工成本。

Description

一种防止高温合金浇注时熔化粘连底座的方法

技术领域

本发明涉及高温合金领域，具体涉及一种防止高温合金浇注时熔化粘连底座的方法。

背景技术

感应熔炼是一种常见的熔炼制备合金材料的方法。通过交变磁场在金属集肤层内产生焦耳热加热熔化金属，熔化的金属液由电磁力、机械式搅拌促使合金成分均匀。随着新材料、新工艺的发展，在一些特种合金熔炼制备过程中，特别是真空感应熔炼工序，不但需要优化浇注方式、控制浇注过程以达到良好的熔炼和浇注效果，而且需要考虑对后续工序的影响。

例如加工GH4169等高温合金，传统的加工方法是待合金达到浇注条件后，采用顶注法经流槽直接浇注到钢模11中，钢模底部垫有方形底座13（垫铁），参见图5。由于合金液温度较高，通常在1500℃以上，浇注时，温度过高的合金液12冲击底座13，造成底座13（垫铁）熔蚀，参见图6，浇注后高温合金液将钢模11底部的底座部分熔化，熔化的部分底座成分混入合金中，造成铸锭底部混入垫铁成分,造成合金局部成分不合格，合金液冷却后与熔蚀的底座粘结，后续工序中需要采用压力、锯切或焊烧等方法去除底座，不仅浪费人力、物力，而且去除的底座报废不能继续使用，不利于企业成本控制。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种防止高温合金浇注时熔化粘连底座的方法，其步骤简单、操作方便，有效避免浇注时高温合金液直接与模具底部垫设的底座接触，达到阻流降温的效果，防止底座熔蚀粘结，避免合金底部成分因粘结而引起的差异，底座可顺利取下用于重复使用，降低合金加工成本。

本发明的技术方案是：防止高温合金浇注时熔化粘连底座的方法，具有以下步骤：

1）选取与待浇注的高温合金成分相同的屑料，通过压实，制成厚度为30-50mm、横截面形状与模具内腔的横截面形状相适应的屑料饼；

2）将步骤1）制得的屑料饼置于模具内腔中心，位于底座上，屑料饼的周边与模具对应的腔壁之间具有8-13mm的间隙空间；

3）熔炼待浇注的高温合金为合金液达到浇注条件后，合金液倒入模具内腔中，合金液包围屑料饼，屑料饼吸热熔化与合金液混合，合金液释热冷却成型后，将底座取掉，得到高温合金铸锭。

步骤1）中所述屑料，长度≥80mm的屑料数量的占比不低于屑料总数的60%。

步骤1）所述屑料经清洗、除油、烘干处理后，通过压实制成屑料饼。

步骤1）所述屑料为车削屑料，车削屑料通过压实制成厚度为30-50mm的圆饼或者方饼。

步骤1）所述压实是通过制饼装置挤压成型。

所述制饼装置包括筒状外模和柱状压头，所述柱状压头与压力机相连，且间隙配合在筒状外模的腔内。

步骤1）选取的屑料，均匀铺放在筒状外模的腔内，柱状压头在压力机驱动下压实屑料成型为屑料饼。

所述压力机为液压机。

采用上述技术方案具有以下有益效果：

1、通过压实制得的屑料饼厚度为30-50mm、横截面形状与模具内腔的横截面形状相适应，屑料饼中屑料与屑料之间具有间隙，屑料饼的成分与高温合金的成分相同。屑料饼置于模具内腔中心，位于底座上，屑料饼的周边与模具对应的腔壁之间具有8-13mm的间隙空间，在模具腔内浇注高温合金液时，合金液直接冲击屑料饼，避免合金液直接冲击底座造成底座熔蚀报废。合金液沿屑料饼与模具内腔壁之间的间隙空间流至底座位置，且部分渗透进屑料饼内部，对屑料饼形成包裹。合金液包裹屑料饼的过程中，屑料饼快速吸热熔化，与合金液融合，由于屑料饼的成本与高温合金的成分相同，因此融合后不影响高温合金的成分指标，合金液在包裹屑料饼的过程中，合金液释热，屑料饼吸热，瞬时热量不足以熔蚀底座，合金液完全冷却成型后，底座可顺利取掉用于重复利用，降低合金加工成本。

2、长度≥80mm的屑料数量的占比不低于屑料总数的60%，构成屑料饼主体，保证屑料饼在压制过程中成型，且控制屑料饼中屑料与屑料之间的间隙。

3、屑料经清洗、除油、烘干处理后，通过压实制成屑料饼，屑料饼无杂质，屑料饼熔化后与合金液融合成分稳定，保证成型的高温合金性能稳定。

下面结合附图和具体实施方式作进一步的说明。

附图说明

图1为实施例一屑料饼压制前示意图；

图2为实施例一屑料饼压制后示意图；

图3为实施例一合金液浇注时屑料饼未熔化示意图；

图4为实施例一合金液浇注时屑料饼熔化示意图；

图5为目前浇注合金液模具示意图；

图6为目前浇注合金液模具的底座熔蚀示意图。

附图中，1为圆筒状外模，2为圆柱状压头，3为车削屑料，4为屑料圆饼，5为垫铁，6为钢模，7为合金液。

具体实施方式

实施例一

浇注GH4169合金，浇注温度约1500℃，GH4169合金的熔点约为1350℃

参见图1至图4，具有以下步骤：

1）选取15kg车削屑料3，长度≥80mm的屑料数量的占比不低于屑料总数的60%；

2）将选取的车削屑料3清洗、除油、吹干；

3）将步骤2）处理完毕的车削屑料3均匀铺设在内径为240mm的圆筒状外模1的腔内；

4）将与圆筒状外模1配套的圆柱状压头2置于车削屑料3上方；

5）圆柱状压头2与液压机相连，启动液压机驱动圆柱状压头2挤压车削屑料制成厚度为50mm、直径为240mm的屑料圆饼4，取出封装保存备用；

6）将制得的屑料圆饼4置于垫铁5之上，然后将钢模6置于垫铁5之上，使屑料圆饼4位于钢模6内腔中心，屑料圆饼4与钢模6内腔同心，屑料圆饼4的圆周与钢模对应的腔壁之间具有13mm的间隙空间；

7）采用感应熔炼炉熔炼GH4169合金，至合金液7达到浇注条件后，倒入钢模6内腔；

8）合金液7冷却成型后，去掉垫铁5供重复利用，得到GH4169高温合金铸锭。

在实际生产应用中，根据不同高温合金选择不同厚度的屑料饼，熔点较低时选择厚度较薄的屑料饼，熔点较高选择厚度较大的屑料饼。此外，可以根据实际浇铸结果进行不断的调整屑料饼厚度，最终以垫铁与得到的高温合金铸锭不粘为最佳。

Claims (7)

1.一种防止高温合金浇注时熔化粘连底座的方法，其特征在于，具有以下步骤：

1）选取与待浇注的高温合金成分相同的屑料，通过压实，制成厚度为30-50mm、横截面形状与模具内腔的横截面形状相适应的屑料饼，其中，长度≥80mm的屑料数量的占比不低于屑料总数的60%；

2）将步骤1）制得的屑料饼置于模具内腔中心，位于底座上，屑料饼的周边与模具对应的腔壁之间具有8-13mm的间隙空间；

3）熔炼待浇注的高温合金为合金液达到浇注条件后，合金液倒入模具内腔中，合金液包围屑料饼，屑料饼吸热熔化与合金液混合，合金液释热冷却成型后，将底座取掉，得到高温合金铸锭。

2.根据权利要求1所述的防止高温合金浇注时熔化粘连底座的方法，其特征在于，步骤1）所述屑料经清洗、除油、烘干处理后，通过压实制成屑料饼。

3.根据权利要求1所述的防止高温合金浇注时熔化粘连底座的方法，其特征在于，步骤1）所述屑料为车削屑料，车削屑料通过压实制成厚度为30-50mm的圆饼或者方饼。

4.根据权利要求1所述的防止高温合金浇注时熔化粘连底座的方法，其特征在于，步骤1）所述压实是通过制饼装置挤压成型。

5.根据权利要求4所述的防止高温合金浇注时熔化粘连底座的方法，其特征在于，所述制饼装置包括筒状外模和柱状压头，所述柱状压头与压力机相连，且间隙配合在筒状外模的腔内。

6.根据权利要求5所述的防止高温合金浇注时熔化粘连底座的方法，其特征在于，步骤1）选取的屑料，均匀铺放在筒状外模的腔内，柱状压头在压力机驱动下压实屑料成型为屑料饼。

7.根据权利要求5所述的防止高温合金浇注时熔化粘连底座的方法，其特征在于，所述压力机为液压机。

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