CN109317611A - 一种镍基高温合金铸件的砂型铸造方法 - Google Patents

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杜应流
曹启稳
李勇
洪起燕
鲍俊
王寅
田祥艳
胡学文
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Abstract

本发明公开了一种镍基高温合金铸件的砂型铸造方法，包括造型、制芯、涂料合箱、熔炼浇注、清砂气割、热处理、精整打磨、无损检测、终检入库。其中熔炼浇注：熔炼选用全新料或一小部分返回料，合金及原辅材料必须按照要求进行烘烤，保证其中无有害杂质和水分；出钢前在钢包中添加所需要的合金元素钛，快速出钢，钢包中要留有足量的非金属渣用于保护金属液不被氧化；浇注前往型腔内添加液态氩或氩气，排出型腔中的空气，进一步保护金属液不被氧化。通过砂型铸造的方法生产镍基高温合金铸件，不受产品大小和结构难易程度限制，且生产出的产品质量稳定。

Description

一种镍基高温合金铸件的砂型铸造方法
技术领域
本发明涉及零部件制造领域，具体是一种镍基高温合金铸件的砂型铸造方法。
背景技术
现有镍基高温合金产品一般为精密铸造或锻造制作，只能生产小件因为此种材质含有活性金属钛，而钛在高温环境中极易与空气中的氧产生反应而氧化，造成产品化学成分中钛的含量达不到要求，且氧化形成的氧化物进入铸件中形成氧化夹杂，去除这些夹杂需要进行返修，造成生产成本增加，请且经常达不到预期的效果。
发明内容
针对现有技术的不足，即只能生产小件或锻造成本高的局限性，本发明的目的在于提供一种方法，用于生产较大铸件，保证客户的需求，降低成本且能够稳定供货。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种镍基高温合金铸件的砂型铸造方法，包括如下步骤：
(1)造型:采用过滤网浇注系统，用于过滤掉金属液中的杂质和减少金属液充型过程中出现的紊流；
(2)制芯：采用树脂砂造型和制芯；
(3)涂料合箱：选用醇基涂料涂刷型腔；使用热风机充分烘烤，保证型腔干燥无水分，烘烤时间2-10小时，烘烤的温度要求大于100℃，能够把型腔中的水分烘干；
(4)熔炼浇注：熔炼选用全新料或一小部分返回料，合金及原辅材料必须按照要求进行烘烤，保证其中无有害杂质和水分，此合金主要成分为：铬23％-27％，钨13％-16％，钛0.3％-0.7％，镍52％-62％。这些合金必须是无杂质、无氧化、无水分、无油污等洁净的合金；出钢前在钢包中添加所需要的合金元素钛，快速出钢，钢包中要留有足量的非金属渣用于保护金属液不被氧化；浇注前往型腔内添加液态氩或氩气，排出型腔中的空气，进一步保护金属液不被氧化。
(5)清砂气割；
(6)热处理；
(7)精整打磨；
(8)无损检测；
(9)终检入库。
优选地，步骤(1)中，选用锆质泡沫陶瓷过滤片，过滤杂质。
优选地，步骤(2)中，采用呋喃树脂自硬砂或者碱性酚醛树脂自硬砂造型和制芯；其中呋喃树脂自硬砂中，树脂加入量占型砂的比重控制在0.7％-2.0％，固化剂加入量占树脂的比重控制在25％-75％。
优选地，步骤(4)中，液态氩或氩气在浇注前10分钟就向型腔内添加，保证型腔被氩气充满，把水分和空气排除出型腔，避免金属液与水分和氧气反应形成氧化夹杂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)此种工艺方案能够通过砂型铸造的方法生产镍基高温合金铸件，不受产品大小和结构难易程度限制，且生产出的产品质量稳定。
(2)采用钢包中添加活性金属钛的方式达到满足化学成分要求的目的；
(3)浇注前向型腔内添加液态氩或氩气，排出型腔中的氧气，防止金属液氧化，洁净金属液，保证金属液的化学成分符合要求。
具体实施方式
一种镍基高温合金铸件的砂型铸造方法，包括如下步骤：
(1)造型:采用过滤网浇注系统，用于过滤掉金属液中的杂质和减少金属液充型过程中出现的紊流,选用锆质泡沫陶瓷过滤片，过滤杂质，洁净了金属液，提高产品内部质量；减少紊流，使金属液平稳的充满型腔，避免金属液在型腔内翻滚时把气体卷入金属液内形成气孔。一般选用锆质泡沫陶瓷过滤片，该种过滤片中的锆英粉材料能够经受住1680℃的高温长时间烘烤，适用范围非常广泛，尤其用在高附加值产品上，综合效益非常显著；
(2)制芯：采用树脂砂造型、制芯；由于此种材料对型砂中的水分比较敏感，水分含量直接影响了产品质量，建议采用呋喃树脂自硬砂或者碱性酚醛树脂自硬砂造型和制芯；其中呋喃树脂自硬砂中，树脂加入量占型砂的比重控制在0.7％-2.0％，固化剂加入量占树脂的比重控制在25％-75％；
(3)涂料合箱：选用醇基涂料涂刷型腔，不建议使用水基涂料，因为如果烘烤不好的话，会存在水分，影响金属液的质量；使用热风机充分烘烤，保证型腔干燥无水分，烘烤时间2-10小时，具体视产品大小确定。烘烤的温度要求大于100℃，能够把型腔中的水分烘干；
(4)熔炼浇注：熔炼选用全新料或一小部分返回料，合金及原辅材料必须按照要求进行烘烤，保证其中无有害杂质和水分。此合金主要成分为：铬23％-27％，钨13％-16％，钛0.3％-0.7％，镍52％-62％。这些合金必须是无杂质、无氧化、无水分、无油污等洁净的合金；出钢前在钢包中添加所需要的合金元素钛，快速出钢，钢包中要留有足量的非金属渣用于保护金属液不被氧化；浇注前往型腔内添加液态氩或氩气，排出型腔中的空气，进一步保护金属液不被氧化。一般在浇注前10分钟就向型腔内添加，保证型腔被氩气充满，把水分和空气排除出型腔，避免金属液与水分和氧气反应形成氧化夹杂；
(5)清砂气割；
(6)热处理；
(7)精整打磨；
(8)无损检测；
(9)终检入库。

Claims (4)

1.一种镍基高温合金铸件的砂型铸造方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)造型:采用过滤网浇注系统，用于过滤掉金属液中的杂质和减少金属液充型过程中出现的紊流；
(2)制芯：采用树脂砂造型和制芯；
(3)涂料合箱：选用醇基涂料涂刷型腔；使用热风机充分烘烤，保证型腔干燥无水分，烘烤时间2-10小时，烘烤的温度要求大于100℃，能够把型腔中的水分烘干；
(4)熔炼浇注：熔炼选用全新料或一小部分返回料，合金及原辅材料必须按照要求进行烘烤，保证其中无有害杂质和水分，此合金主要成分为：铬23％-27％，钨13％-16％，钛0.3％-0.7％，镍52％-62％，这些合金必须是无杂质、无氧化、无水分、无油污等洁净的合金；出钢前在钢包中添加所需要的合金元素钛，快速出钢，钢包中要留有足量的非金属渣用于保护金属液不被氧化；浇注前往型腔内添加液态氩或氩气，排出型腔中的空气，进一步保护金属液不被氧化；
(5)清砂气割；
(6)热处理；
(7)精整打磨；
(8)无损检测；
(9)终检入库。
2.根据权利要求1所述的镍基高温合金铸件的砂型铸造方法，其特征在于，步骤(1)中，选用锆质泡沫陶瓷过滤片，过滤杂质。
3.根据权利要求1所述的镍基高温合金铸件的砂型铸造方法，其特征在于，步骤(2)中，采用呋喃树脂自硬砂或者碱性酚醛树脂自硬砂造型和制芯；其中呋喃树脂自硬砂中，树脂加入量占型砂的比重控制在0.7％-2.0％，固化剂加入量占树脂的比重控制在25％-75％。
4.根据权利要求1所述的镍基高温合金铸件的砂型铸造方法，其特征在于，步骤(4)中，液态氩或氩气在浇注前10分钟就向型腔内添加，保证型腔被氩气充满，把水分和空气排除出型腔，避免金属液与水分和氧气反应形成氧化夹杂。
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