CN110976773A - 一种提高镍基合金铸件性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及合金铸件技术领域，具体公开了一种提高镍基合金铸件性能的方法，具体步骤如下：制作蜡模，按照合金铸件的形状制作蜡模；制作模壳，先制作模壳的面层，在制作面层浆料时加入细化剂，面层制作完成后依次制作过渡层和加固层，最后进行干燥；模壳制作完成后，在模壳外设置一层保温层，然后将模壳进行焙烧；将镍基合金进行真空熔炼；在真空状态下，将镍基合金熔炼后的合金钢水浇注到模壳中；浇注完成后冷却模壳，然后拆除模壳得到合金铸件。本发明提高合金铸件性能的方法，通过改善铸件的晶粒度，使铸件获得均匀的细晶粒，从而提高合金铸件的抗疲劳性能和使用可靠性。

Description

一种提高镍基合金铸件性能的方法
技术领域
本发明涉及合金铸件技术领域，具体涉及一种提高镍基合金铸件性能的方法。
背景技术
熔模铸造高温合金铸件中大都存在着晶粒粗大和组织不均匀，以及伴着偏析增大和缩孔增多现象，降低了高温合金铸件的疲劳性能和可靠性，解决这一系列问题的关键在于减小晶粒尺寸，获得均匀的细晶铸件，因为高温合金浇注出的铸件的性能在某些方面差异大，且不稳定，需要改善铸件的晶粒度，来提高铸件的性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种提高镍基合金铸件性能的方法，通过细化模壳的面层和调整合金钢水的温度，从而改善合金的晶粒度，提高合金铸件的抗疲劳强度和使用可靠性。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高镍基合金铸件性能的方法，具体步骤如下：
S1、制作蜡模，按照合金铸件的形状制作蜡模；
S2、制作模壳，先制作模壳的面层，在制作面层浆料时加入细化剂，面层制作完成后依次制作过渡层和加固层，最后进行干燥；
S3、模壳制作完成后，在模壳外设置一层保温层，然后将模壳进行焙烧；
S4、将镍基合金进行真空熔炼；
S5、在真空状态下，将镍基合金熔炼后的合金钢水浇注到模壳中；
S6、浇注完成后冷却模壳，然后拆除模壳得到合金铸件。
进一步地，所述S2中面层浆料采用面层硅溶胶和锆粉制成，所述面层硅溶胶和锆粉的配比为1:4.3；过渡层浆料和加固层浆料均采用背层硅溶胶和莫来石粉制成，所述背层硅溶胶和莫来石粉的配比为1:1.6。
具体地，所述面层硅溶胶内二氧化硅的含量为25％-30％，所述背层硅溶胶内二氧化硅的含量为20％-25％。
进一步地，所述细化剂为氯酸钴，其添加量为3％-8％。
具体地，所述S2中干燥时间≥24h。
进一步地，S3中保温层为保温棉，模壳的焙烧温度为1200℃±20℃。
进一步地，所述S4中真空熔炼时熔炼温度为高于镍基合金熔点温度100℃-200℃。
进一步地，所述S5中的浇注速率为≤5S。
本发明的有益效果是：本发明提高合金铸件性能的方法改善固化铸件的生产工艺使铸件性能稳定，在制作模壳的过程中在制作面层浆料时增加细化剂、控制模壳的温度，以及浇注时控制合金钢水的温度和浇注速率，来改善高温合金的晶粒度，避免铸件浇不足、疏松和开裂等现象，保证铸件的质量，还提高了铸件的抗疲劳强度和使用可靠性。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的具体实施例中，本发明具体公开了一种提高镍基合金铸件性能的方法，具体步骤如下：
S1、制作蜡模，按照合金铸件的形状制作蜡模；
S2、制作模壳，先制作模壳的面层，面层浆料采用面层硅溶胶和锆粉制成，其面层硅溶胶和锆粉的配比为1:4.3；在制作面层浆料时加入细化剂，细化剂为氯酸钴，其添加量为3％-8％；
面层制作完成后依次制作过渡层和加固层，过渡层浆料和加固层浆料均采用背层硅溶胶和莫来石粉制成，所述背层硅溶胶和莫来石粉的配比为1:1.6，最后进行干燥，干燥时间≥24h；
S3、模壳制作完成后，在模壳外设置一层保温棉，然后将模壳进行焙烧，模壳的焙烧温度为1200℃±20℃；
S4、将镍基合金进行真空熔炼，真空熔炼时熔炼温度为高于镍基合金熔点温度100℃-200℃；
S5、在真空状态下，将镍基合金熔炼后的合金钢水浇注到模壳中，浇注速率为≤5S；
S6、浇注完成后冷却模壳，然后拆除模壳得到合金铸件。
优选地，所述面层硅溶胶内二氧化硅的含量为25％-30％，所述背层硅溶胶内二氧化硅的含量为20％-25％。
具体实施例：
制作一个PD-TW440-0808涡轮，126个/组，调制面层浆料，细化剂氯酸钴的投放比例为4％，用以莫来石砂为主的砂制造模壳；
模壳脱蜡后干燥24h后，装入燃气焙烧炉焙烧，在1200℃下保温1h；
在真空状态下熔炼M246的合金，熔炼温度为1500℃；
熔炼到温后将模壳放入浇注炉内，在真空状态下将钢水注入模壳内；
模壳冷却后，将产品清出，能得到晶粒度比正常浇注的要细五六倍的产品，能有效地提高产品的性能。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种提高镍基合金铸件性能的方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1、制作蜡模，按照合金铸件的形状制作蜡模；
S2、制作模壳，先制作模壳的面层，在制作面层浆料时加入细化剂，面层制作完成后依次制作过渡层和加固层，最后进行干燥；
S3、模壳制作完成后，在模壳外设置一层保温层，然后将模壳进行焙烧；
S4、将镍基合金进行真空熔炼；
S5、在真空状态下，将镍基合金熔炼后的合金钢水浇注到模壳中；
S6、浇注完成后冷却模壳，然后拆除模壳得到合金铸件。
2.根据权利要求1所述的一种提高镍基合金铸件性能的方法，其特征在于，所述S2中面层浆料采用面层硅溶胶和锆粉制成，所述面层硅溶胶和锆粉的配比为1:4.3；过渡层浆料和加固层浆料均采用背层硅溶胶和莫来石粉制成，所述背层硅溶胶和莫来石粉的配比为1:1.6。
3.根据权利要求2所述的一种提高镍基合金铸件性能的方法，其特征在于，所述面层硅溶胶内二氧化硅的含量为25％-30％，所述背层硅溶胶内二氧化硅的含量为20％-25％。
4.根据权利要求1所述的一种提高镍基合金铸件性能的方法，其特征在于，所述细化剂为氯酸钴，其添加量为3％-8％。
5.根据权利要求1所述的一种提高镍基合金铸件性能的方法，其特征在于，所述S2中干燥时间≥24h。
6.根据权利要求1所述的一种提高镍基合金铸件性能的方法，其特征在于，S3中保温层为保温棉，模壳的焙烧温度为1200℃±20℃。
7.根据权利要求1所述的一种提高镍基合金铸件性能的方法，其特征在于，所述S4中真空熔炼时熔炼温度为高于镍基合金熔点温度100℃-200℃。
8.根据权利要求1所述的一种提高镍基合金铸件性能的方法，其特征在于，所述S5中的浇注速率为≤5S。
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