CN111136258B - 一种高温Ti基合金铸件的热处理方法 - Google Patents

一种高温Ti基合金铸件的热处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111136258B
CN111136258B CN202010093923.1A CN202010093923A CN111136258B CN 111136258 B CN111136258 B CN 111136258B CN 202010093923 A CN202010093923 A CN 202010093923A CN 111136258 B CN111136258 B CN 111136258B
Authority
CN
China
Prior art keywords
casting
temperature
shell
box
sand
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
Application number
CN202010093923.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111136258A (zh
Inventor
寇宏超
于永浩
赵瑞峰
李金山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northwestern Polytechnical University
Original Assignee
Northwestern Polytechnical University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwestern Polytechnical University filed Critical Northwestern Polytechnical University
Priority to CN202010093923.1A priority Critical patent/CN111136258B/zh
Publication of CN111136258A publication Critical patent/CN111136258A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111136258B publication Critical patent/CN111136258B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D47/00—Casting plants
    • B22D47/02—Casting plants for both moulding and casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/18—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents
    • 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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/12—Treating moulds or cores, e.g. drying, hardening
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon

Abstract

一种高温Ti基合金铸件的热处理方法，在高温Ti基合金铸件凝固成形出炉后，连同砂箱一块进行热处理，能够消除铸件的内应力，抑制变形和裂纹萌生，避免开裂。凝固成形、砂箱出炉后，铸件连同砂箱一块进行热处理还可以节省清砂的时间、缩短工艺流程。所述高温Ti基合金包括无序固溶强化的近α型高温Ti合金和有序强化为主的TiAl合金。本发明减轻铸件的内应力，减小铸件的变形，提高了铸件的尺寸精度。另外，铸件凝固成形、出炉后，连同砂箱一块进行热处理可以节省清砂的时间，缩短工艺流程。

Description

一种高温Ti基合金铸件的热处理方法
技术领域
本发明涉及热处理领域，特别涉及一种高温Ti基合金铸件的热处理方法。
背景技术
高温Ti基合金以其优异的性能广泛的应用在航空、航天和汽车等领域。热处理是Ti基合金铸件凝固成形后需要完成的一步重要的热加工工序。合适的热处理工艺既可以去除内应力，提高尺寸精度，又可以减小开裂倾向，防止铸件开裂。高温Ti基合金铸件浇注完成后，一般会将铸件从砂箱中取出、表面清理后，进行后续的热等静压和热处理。由于铸件结构复杂、壁厚差异大以及相变等因素的影响，铸件残余应力或热应力较大，经常在铸件凝固成形后就会发生变形，甚至开裂。
在公开号为CN108889903A的发明中公布了一种预防钛铝基合金铸造裂纹的方法。该方法是通过浇注前和浇注后分别进行热处理，从而达到预防钛铝铸造裂纹的目的。但此方法中浇注后的热处理是先将铸件和型壳从砂箱中取出，然后放进电炉中进行热处理。但此方法在转移铸件和型壳过程中会造成热量损失，铸件产生很大的内应力大，铸件容易变形，甚至开裂。
在公开号为CN106984795A的发明中公布了铸造高温钛合金Ti55合金的控温凝固方法。该方法是在真空铸造设备中将型壳加热到600～950℃后恒温1～2小时，再进行浇注。凝固过程中，通过控制铸件的冷速，消除了铸造过程中产生的应力，避免微裂纹的产生。但此方法工艺复杂，对设备要求较高。
在公开号为CN103266289A的发明中公布了Ti-40Al-10Fe合金空气冷却的热处理方法。该方法是将铸态样品先进行1000℃/12h热处理，然后升温至1200℃，保温6h，空冷至室温获得淬火样品。清洗试样后，将试样表面的氧化表面磨掉，试样抛光，进行1000℃/10h热处理，直接空冷至室温得到时效处理的试样，样品的开裂率稳定在0％。此方法是先获得完整、无缺陷的铸态试样，然后在针对这些试样提出的避免开裂的热处理方法。这种热处理方法适用于获得完整铸件后的进一步热处理，并不能解决形状复杂、薄壁、大型铸件在凝固成形后就容易发生开裂的问题。
综上所述，目前关于高温Ti基合金铸件的热处理方法的报道较少，而热处理又是Ti基合金铸件凝固成形后需要完成的一步重要的热加工工序。因此，急需提出一种简单易行的高温Ti基合金铸件的热处理方法。
发明内容
为克服现有技术中存在的凝固成形后容易变形和开裂的问题，本发明提出一种高温Ti基合金铸件的热处理方法。
本发明所述的高温Ti基合金为以有序强化为主的TiAl合金铸件和以无序固溶强化的近α型高温Ti合金铸件。具体过程是：
步骤1、原材料的准备；
步骤2、制备陶瓷精铸型壳：
通过涂挂模具、脱蜡和焙烧，得到陶瓷精铸型壳。
所述制备泵壳体的陶瓷精铸型壳的具体过程是：
第一步、涂挂模具。在3D打印的蜡模表面依次涂挂面层、过渡层、背层和封严层；所述面层涂挂在蜡模表面；
所述的面层为2～4层，过渡层为2层，背层为3～5层，封严层为1层，每一层均涂挂两遍，使浆料完全浸润型壳。
所述面层的材料为纯氧化钇粉，粘结剂为中性粘结剂；过渡层的材料为复合铝微粉，粘结剂为硅溶胶。背层和封严层涂挂材料均为莫来砂，粘结剂为硅溶胶。
所述面层浆料粘度为4#杯28～32s，涂挂完成后干燥15～20h；过渡层浆料粘度为4#杯4～5s，涂挂完成后干燥8～12h；背层和封严层浆料粘度为5～6.5s，涂挂完成后干燥8～12h。
第二步、脱蜡。将晾干的模具置于电热鼓风干燥箱中进行脱蜡处理；所述电热鼓风干燥箱的温度为120～130℃，保温1.5～2.5h。保温结束后该电热鼓风干燥箱继续升温至140～150℃保温1～2h，完成脱蜡，得到型壳。
第三步、焙烧。将所述型壳放入320～350℃的高温箱式炉中保温1～2h；保温结束后，将该高温箱式炉继续升温至650～670℃并保温0.5～1.5h；保温结束后继续升温至950℃保温2h，完成该型壳的焙烧，得到泵壳体陶瓷精铸型壳。
步骤3、准备砂箱；
步骤4、确定铸造工艺：
采用反重力铸造或重力铸造或离心铸造的方法，熔炼过程中真空度不低于10-1Pa。
当所述高温Ti基合金为以有序强化为主的TiAl合金铸件时，模壳预热温度850℃，保温；2h。砂箱出炉温度为650～850℃。
当所述高温Ti基合金为以无序固溶强化的近α型高温Ti合金铸件时，模壳预热温度650℃，保温；2h。砂箱出炉温度为500～700℃。
步骤5、合金熔炼、浇注：
将陶瓷型壳埋进装有石英砂的砂箱。将该砂箱放入真空熔炼炉中，使高温Ti基合金的合金锭熔化，得到高温Ti基合金合金的金属液。将所述金属液注入型壳中，完成浇注过程，铸件冷却、凝固成形。
步骤6、热处理、铸件出炉：
砂箱出炉；砂箱直接放进箱式电阻炉中进行热处理；热处理结束后，关闭箱式电阻炉的电源，炉冷至室温。从箱式炉中取出砂箱，清砂、清壳、切割浇冒系统，吹砂后得到铸件。
当所述高温Ti基合金为以有序强化为主的TiAl合金铸件时，砂箱的出炉温度为650～850℃；热处理温度为700～900℃，保温时间为3～6h。
当所述高温Ti基合金为以无序固溶强化的近α型高温Ti合金铸件时，砂箱的出炉温度为45～650℃，热处理温度为500～700℃，保温时间为3～6h。
本发明在高温Ti基合金铸件凝固成形出炉后，连同砂箱一块进行热处理。高温Ti合金铸件经过500～700℃热处理、TiAl合金铸件经过700～900℃热处理，能够消除铸件的内应力，抑制变形和裂纹萌生，避免开裂。凝固成形、砂箱出炉后，铸件连同砂箱一块进行热处理还可以节省清砂的时间、缩短工艺流程。所述高温Ti基合金包括无序固溶强化的近α型高温Ti合金和有序强化为主的TiAl合金。
本发明与现有技术相比较，图1与图2对比、图5与图6对比发现，铸件凝固成形、出炉后，连同砂箱一块进行热处理的铸件并未产生裂纹，而清砂之后，再进行热处理的铸件产生了明显的裂纹，说明连同砂箱一块进行热处理可以减少铸件转移过程中的热量损失，减少了铸件开倾向，避免铸件开裂。图3和图4对比发现，对于锥度为116°的圆锥形壳体零件，铸件凝固成形、出炉后，连同砂箱一块进行热处理得到的铸件锥度更接近零件锥度116°，表明连同砂箱一块热处理可以减少铸件的热量损失，减轻铸件的内应力，减小铸件的变形，提高了铸件的尺寸精度。另外，铸件凝固成形、出炉后，连同砂箱一块进行热处理可以节省清砂的时间，缩短工艺流程。
附图说明
图1为埋砂热处理的Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr合金泵壳体铸件外观图。
图2为未埋砂热处理的Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr合金泵壳体铸件外观图。
图3为埋砂热处理的Ti-48Al-2Cr-2Nb合金圆锥形壳体类铸件外观图。
图4为未埋砂热处理的Ti-48Al-2Cr-2Nb合金圆锥形壳体类铸件外观图。
图5为埋砂热处理的高温Ti55合金梅花试棒铸件外观图；其中，图5a为梅花试棒铸件外观图，图5b为梅花试棒横浇道外观图。
图6为未埋砂热处理的高温Ti55合金梅花试棒铸件外观图；其中，图6a为梅花试棒铸件外观图，图6b为梅花试棒横浇道外观图。
图7是本发明的流程图。
具体实施方式
实施例1
本实施例是一种TiAl合金泵壳体铸件的热处理方法，具体过程是：
步骤1、原材料准备。准备TiAl合金Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr原材料，压制电极，通过真空自耗熔炼炉熔炼获得12千克Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr合金一次锭。
步骤2、制备泵壳体的陶瓷精铸型壳。具体过程包括：
第一步、涂挂模具。3D打印出泵壳体蜡模，采用现有技术对蜡模进行涂挂后晾干。在该蜡模表面涂挂3层面层，在面层表面依次涂挂2层过渡层、4层背层、1层封严层。面层涂挂材料为纯氧化钇粉，粘结剂为中性粘结剂，选择4#杯粘度30s，涂挂完成后干燥18小时；过渡层涂挂材料为复合铝微粉，粘结剂为硅溶胶，选择4#杯粘度4.5s，涂挂完成后干燥10小时。背层和封严层涂挂材料是莫来砂，粘结剂为硅溶胶，选择4#杯粘度5.5s，涂挂完成后干燥10小时。所述面层、过渡层、背层和封严层中每一层均涂挂两遍，使浆料完全浸润型壳。
第二步、脱蜡。将晾干的模具置于电热鼓风干燥箱中进行脱蜡处理：将所述电热鼓风干燥箱升温至125℃；将晾干的模具放进该电热鼓风干燥箱内保温2h。保温结束后该电热鼓风干燥箱继续升温至145℃保温1.5h，完成脱蜡，得到型壳。
第三步、焙烧。通过高温箱式炉对脱蜡后的型壳进行焙烧，具体是：将所述高温箱式炉升温至330℃；将所述型壳放入该高温箱式炉中保温1.5h；保温结束后，将该高温箱式炉继续升温至660℃并保温1h；保温结束后继续升温至950℃保温2h，完成该型壳的焙烧，得到泵壳体陶瓷精铸型壳。
步骤3、准备砂箱。砂箱直径为300mm，高度为300mm。
步骤4、确定铸造工艺。采用反重力铸造的方法，熔炼过程中真空度不低于10-1Pa。型壳预热温度850℃，保温2h。浇注时，反重力铸造最大充型压力为60KPa，8s达到最大充型压力，在最大充型压力下保持30s。砂箱出炉温度为850℃。
步骤5、合金熔炼、浇注。将泵壳体陶瓷型壳埋进装有石英砂的砂箱。将该砂箱放入真空感应熔炼-反重力铸造炉中，抽真空至10-1Pa。将型壳加热到850℃，保温2h。保温结束后，将Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr合金一次锭熔化，得到Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr合金的金属液。将所述金属液注入型壳中，完成浇注过程，铸件冷却、凝固成形。
步骤6、热处理、铸件出炉。凝固成形后，砂箱温度为850℃时取出砂箱，将砂箱直接放进箱式电阻炉中进行900℃/3h热处理。保温结束后，关闭箱式电阻炉的电源，炉冷至室温。从箱式电阻炉中取出砂箱，清砂、清壳、切割浇冒系统，吹砂后得到泵壳体铸件，如图1所示。
为验证实施例1的效果，本发明提出了对比例1。该对比例中，步骤1至步骤5的工艺过程和工艺参数与实施例1的步骤1至步骤5完全相同。
对比例的具体过程是：
步骤1、原材料准备。准备TiAl合金Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr合金原材料，压制电极，通过真空自耗熔炼炉熔炼获得12千克Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr合金一次锭。
步骤2、制备泵壳体的陶瓷精铸型壳。具体过程包括：
第一步、涂挂模具。
第二步、脱蜡。
第三步、焙烧。
步骤3、准备砂箱。
步骤4、确定铸造工艺。
步骤5、合金熔炼、浇注。
步骤6、热处理、铸件出炉。凝固成形后，砂箱温度为850℃时取出砂箱，迅速清理砂箱中的石英砂，将铸件和型壳一起放进箱式电阻炉中进行900℃/3h热处理。保温结束后，关闭箱式电阻炉的电源，炉冷至室温。从箱式炉中取出铸件，清壳、切割浇冒系统，吹砂后得到泵壳体铸件，如图2所示。
对比实施例1和对比例1，铸件凝固成形后，砂箱温度为850℃时取出砂箱并立即将砂箱放到箱式电阻炉中进行热处理，所得到的泵壳体表面没有产生裂纹。而将泵壳体从砂箱中取出、再进行热处理，得到的泵壳体表面产生裂纹。两种方法对比发现，铸件凝固成形后，连同砂箱一块放进箱式电阻炉中热处理，既可以节省清砂时间，缩短工艺流程，又可以减小热量损失，减小泵壳体的内应力，减小铸件开裂倾向。
实施例2
本实施例是一种TiAl合金圆锥形壳体类铸件的热处理方法。
步骤1、原材料准备。准备TiAl合金Ti-48Al-2Cr-2Nb合金原材料，压制电极，通过真空自耗熔炼炉熔炼获得15千克Ti-48Al-2Cr-2Nb合金一次锭。
步骤2、制备圆锥形壳体类铸件的陶瓷精铸型壳。具体过程包括：
第一步、涂挂模具。3D打印出圆锥形壳体类铸件蜡模，采用现有技术对蜡模进行涂挂后晾干。蜡模表面涂挂4层面层，在面层表面依次涂挂2层过渡层、5层背层、1层封严层。面层涂挂材料为纯氧化钇粉，粘结剂为中性粘结剂，选择4#杯粘度32s，涂挂完成后干燥20小时；过渡层涂挂材料为复合铝微粉，粘结剂为硅溶胶，选择4#杯粘度5s，涂挂完成后干燥12小时。背层和封严层涂挂材料是莫来砂，粘结剂为硅溶胶，选择4#杯粘度6.5s，涂挂完成后干燥12小时。所述面层、过渡层、背层和封严层中每一层均涂挂两遍，使浆料完全浸润型壳。
第二步、脱蜡。将晾干的模具置于电热鼓风干燥箱中进行脱蜡处理：将所述电热鼓风干燥箱升温至130℃；将晾干的模具放进该电热鼓风干燥箱内保温2.5h。保温结束后该电热鼓风干燥箱继续升温至150℃保温2h，完成脱蜡，得到型壳。
第三步、焙烧。通过高温箱式炉对脱蜡后的型壳进行焙烧，具体是：将所述高温箱式炉升温至350℃；将所述型壳放入该高温箱式炉中保温2h；保温结束后，将该高温箱式炉继续升温至670℃并保温1.5h；保温结束后继续升温至950℃保温2h，完成该型壳的焙烧，得到圆锥形壳体类零件陶瓷精铸型壳。
步骤3、准备砂箱。砂箱直径为300mm，高度为300mm。
步骤4、确定铸造工艺。采用离心铸造的方法，熔炼过程真空度不低于10-1Pa。陶瓷型壳加热到850℃，保温2小时。浇注时，离心转速为400r/min，浇注完成后离心转速保持3min，然后缓慢地降低转速，直至停止。砂箱出炉温度为650℃。
步骤5、合金熔炼、浇注。将型壳埋进装有石英砂的砂箱，将砂箱放进感应熔炼-离心铸造炉中，抽真空至10-1Pa。将陶瓷型壳加热到850℃，保温2小时。型壳保温结束后，将离心转速调至400r/min，Ti-48Al-2Cr-2Nb铸锭熔化，得到Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的金属液。将所述金属液注入型壳中，完成浇注过程，铸件冷却，凝固成形。离心转速在400r/min保持3min，然后缓慢地降低转速，直至停止。
步骤6、热处理、铸件出炉。凝固成形后，砂箱温度为650℃时取出砂箱，将砂箱直接放进箱式电阻炉中进行700℃/6h热处理，关闭电源，炉冷至室温。从箱式炉中取出砂箱，清砂、清壳、切割浇冒系统，吹砂后得到圆锥形壳体类铸件，如图3所示。
为验证实施例2的效果，本发明提出了对比例2。该对比例中，步骤1至步骤5的工艺过程和工艺参数与实施例2的步骤1至步骤5完全相同。
对比例的具体过程是：
步骤1、原材料准备。准备Ti-48Al-2Cr-2Nb合金原材料，压制电极，通过真空自耗熔炼炉熔炼获得15千克Ti-48Al-2Cr-2Nb合金一次锭。
步骤2、制备圆锥形壳体类零件的陶瓷精铸型壳。具体过程包括：
第一步、涂挂模具。
第二步、脱蜡。
第三步、焙烧。
步骤3、准备砂箱。
步骤4、确定铸造工艺。
步骤5、合金熔炼、浇注。
步骤6、热处理、铸件出炉。凝固成形后，砂箱温度为650℃时取出砂箱，迅速清理砂箱中的石英砂，将铸件和型壳一块放进箱式电阻炉中进行700℃/6h热处理。保温结束后，关闭箱式炉电阻炉的电源，炉冷至室温。从箱式炉电阻炉中取出铸件进行清壳、切割浇冒系统，吹砂后得到的圆锥形壳体类铸件，如图4所示。
对比实施例2和对比例2，圆锥形壳体类零件的锥度为116°，而铸件凝固成形后，直接将砂箱放到热处理炉中进行热处理的铸件锥度为115.2°，而从砂箱中取出再进行热处理的铸件锥度为114°。两种方法对比发现，铸件凝固成形、砂箱出炉后，立即放进箱式电阻炉中热处理，既可以节省清砂的时间，缩短工艺流程，又可以减小热量损失，减小圆锥形壳体类铸件的变形，提高了尺寸精度。
实施例3
本实施例是一种TiAl合金梅花试棒铸件的热处理方法，具体过程是：
步骤1、原材料准备。准备TiAl合金Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的原材料，压制电极，通过真空自耗熔炼炉熔炼获得12千克Ti-48Al-2Cr-2Nb合金一次锭。
步骤2、制备梅花试棒陶瓷精铸型壳。具体过程包括：
第一步、涂挂模具。3D打印出梅花试棒蜡模，采用现有技术对蜡模进行涂挂后晾干。蜡模表面涂挂2层面层，在面层表面依次涂挂1层过渡层、3层背层、1层封严层。面层涂挂材料为纯氧化钇粉，粘结剂为中性粘结剂，选择4#杯粘度28s，涂挂完成后干燥15小时；过渡层涂挂材料为复合铝微粉，粘结剂为硅溶胶，选择4#杯粘度4s，涂挂完成后干燥8小时。背层和封严层涂挂材料是莫来砂，粘结剂为硅溶胶，选择4#杯粘度5s，涂挂完成后干燥8小时。所述面层、过渡层、背层和封严层中每一层均涂挂两遍，使浆料完全浸润型壳。
第二步、脱蜡。将晾干的模具置于电热鼓风干燥箱中进行脱蜡处理：将所述电热鼓风干燥箱升温至120℃；将晾干的模具放进该电热鼓风干燥箱内保温1.5h。保温结束后该电热鼓风干燥箱继续升温至140℃保温1h，完成脱蜡，得到型壳。
第三步、焙烧。通过高温箱式炉对脱蜡后的型壳进行焙烧，具体是：将所述高温箱式炉升温至320℃；将所述型壳放入该高温箱式炉中保温1h；保温结束后，将该高温箱式炉继续升温至650℃并保温0.5h；保温结束后继续升温至950℃保温2h，完成该型壳的焙烧，得到梅花试棒陶瓷精铸型壳。
步骤3、准备砂箱。砂箱直径为300mm，高度为300mm。
步骤4、确定铸造工艺。采用重力铸造的方法，熔炼过程中真空度不低于10-1Pa。型壳加热到850℃，保温2小时。砂箱出炉温度为750℃。
步骤5、合金熔炼、浇注。将型壳埋进装有石英砂的砂箱，将砂箱放进感应熔炼炉中，抽真空至10-1Pa。型壳加热到850℃，保温2小时。型壳保温结束后，将Ti-48Al-2Cr-2Nb铸锭熔化，得到Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的金属液。将所述金属液注入型壳中，注入型壳中，铸件冷却，凝固成形。
步骤6、凝固成形后，砂箱温度为750℃时取出砂箱，将砂箱直接放进箱式电阻炉中进行800℃/5h热处理，关闭电源，炉冷至室温。从箱式电阻炉中取出砂箱，清砂、清壳、切割浇冒系统，吹砂后得到的梅花试棒铸件。
为验证实施例3的效果，本发明提出了对比例3。该对比例中，步骤1至步骤5的工艺过程和工艺参数与实施例3的步骤1至步骤5完全相同。
对比例的具体过程是：
步骤1、原材料准备。准备TiAl合金Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的原材料，压制电极，通过真空自耗熔炼炉熔炼获得12千克Ti-48Al-2Cr-2Nb合金一次锭。
步骤2、制备梅花试棒陶瓷精铸型壳。具体过程包括：
第一步、涂挂模具。
第二步、脱蜡。
第三步、焙烧。
步骤3、准备砂箱。
步骤4、确定铸造工艺。
步骤5、合金熔炼、浇注。
步骤6、热处理、铸件出炉。凝固成形后，砂箱温度为750℃时取出砂箱，迅速清理砂箱中的石英砂，将铸件和型壳一块放进箱式电阻炉中进行800℃/5h热处理。保温结束后，关闭箱式电阻炉电源，炉冷至室温。从箱式电阻炉中取出铸件，进行清壳、切割浇冒系统，吹砂后得到的梅花试棒铸件。
对比实施例3和对比例3，梅花试棒凝固成形后，砂箱温度为750℃时取出砂箱后直接将砂箱放进电炉中进行热处理获得了完整的铸件，而将铸件从砂箱中取出后再放进电炉中热处理所得到的铸件产生裂纹。铸件凝固成形、砂箱出炉后，立即放进箱式电阻炉中热处理，既可以节省清砂的时间，缩短工艺流程，又可以减小热量损失，减小铸件内应力，减小开裂倾向。
实施例4
本实施例是一种高温Ti合金梅花试棒铸件的热处理方法，具体过程是：
步骤1、原材料准备。准备高温Ti合金Ti55合金的原材料，压制电极，通过真空自耗熔炼炉熔炼获得12千克Ti55合金一次锭。所述Ti55合金名义成分为Ti-5.5Al-3.5Sn-3Zr-0.7Mo-0.4Nb-0.3Si-0.4Ta。
步骤2、制备圆梅花试棒陶瓷精铸型壳。具体过程包括：
第一步、涂挂模具。3D打印出泵壳体蜡模，采用现有技术对蜡模进行涂挂后晾干。蜡模表面涂挂2层面层，在面层表面依次涂挂1层过渡层、3层背层、1层封严层。面层涂挂材料为纯氧化钇粉，粘结剂为中性粘结剂，选择4#杯粘度28s，涂挂完成后干燥15小时；过渡层涂挂材料为复合铝微粉，粘结剂为硅溶胶，选择4#杯粘度4s，涂挂完成后干燥8小时。背层和封严层涂挂材料是莫来砂，粘结剂为硅溶胶，选择4#杯粘度6.5s，涂挂完成后干燥8小时。所述面层、过渡层、背层和封严层中每一层均涂挂两遍，使浆料完全浸润型壳。
第二步、脱蜡。将晾干的模具置于电热鼓风干燥箱中进行脱蜡处理：将所述电热鼓风干燥箱升温至120℃；将晾干的模具放进该电热鼓风干燥箱内保温1.5h。保温结束后该电热鼓风干燥箱继续升温至140℃保温1.5h，完成脱蜡，得到型壳。
第三步、焙烧。通过高温箱式炉对脱蜡后的型壳进行焙烧，具体是：将所述高温箱式炉升温至320℃；将所述型壳放入该高温箱式炉中保温1h；保温结束后，将该高温箱式炉继续升温至650℃并保温0.5h；保温结束后继续升温至950℃保温2h，完成该型壳的焙烧，得到梅花试棒陶瓷精铸型壳。
步骤3、准备砂箱。砂箱直径为300mm，高度为300mm。
步骤4、确定铸造工艺。采用重力铸造的方法，熔炼过程中真空度不低于10-1Pa。型壳加热到650℃，保温2小时。砂箱出炉温度为450℃。
步骤5、合金熔炼、浇注。将型壳埋进装有石英砂的砂箱，将砂箱放进感应熔炼炉中，抽真空至10-1Pa。型壳加热到650℃，保温2小时。型壳保温结束后，将Ti55铸锭熔化，得到Ti55合金的金属液。将所述金属液注入型壳中，注入型壳中，铸件冷却，凝固成形。
步骤6、凝固成形后，砂箱温度为450℃时取出砂箱，将砂箱直接放进箱式电阻炉中进行500℃/6h热处理，关闭电源，炉冷至室温。从箱式电阻炉中取出砂箱，清砂、清壳、切割浇冒系统，吹砂后得到的梅花试棒铸件，如图5所示。
为验证实施例4的效果，本发明提出了对比例4。该对比例中，步骤1至步骤5的工艺过程和工艺参数与实施例4的步骤1至步骤5完全相同。
对比例的具体过程是：
步骤1、原材料准备。准备高温Ti合金Ti55合金的原材料，压制电极，通过真空自耗熔炼炉熔炼获得12千克Ti55合金一次锭。所述Ti55合金名义成分为Ti-5.5Al-3.5Sn-3Zr-0.7Mo-0.4Nb-0.3Si-0.4Ta。
步骤2、制备梅花试棒的陶瓷精铸型壳。具体过程包括：
第一步、涂挂模具。
第二步、脱蜡。
第三步、焙烧。
步骤3、准备砂箱。
步骤4、确定铸造工艺。
步骤5、合金熔炼、浇注。
步骤6、热处理、铸件出炉。凝固成形后，砂箱温度为450℃时取出砂箱，迅速清理砂箱中的石英砂，将铸件和型壳一块放进箱式电阻炉中进行500℃/6h热处理。保温结束后，关闭箱式电阻炉电源，炉冷至室温。从箱式电阻炉中取出铸件，进行清壳、切割浇冒系统，吹砂后得到的梅花试棒铸件，如图6所示。
对比实施例4和对比例4，梅花试棒凝固成形后，砂箱温度为450℃取出砂箱并立即放到箱式电阻炉中进行热处理，未发现铸件表面产生裂纹。而清砂后，从砂箱中取出铸件再进行热处理的铸件上部横浇道处产生裂纹。两种方法对比，铸件凝固成形后，连同砂箱一块放进箱式电阻炉中热处理，可以节省清砂，缩短工艺流程；砂箱出炉立即进行热处理可以减小热量损失，减小梅花试棒铸件的内应力，减小开裂倾向。
实施例5
本实施例是一种高温Ti合金骨架类铸件的热处理方法，具体过程是：
步骤1、原材料准备。准备高温Ti合金TA12合金的原材料，压制电极，通过真空自耗熔炼炉熔炼获得12千克TA12合金一次锭。所述TA12合金名义成分为Ti-5.5Al-4.5Sn-2Zr-1Mo-0.3Si-1Nd。
步骤2、制备骨架类铸件陶瓷精铸型壳。具体过程包括：
第一步、涂挂模具。3D打印出骨架类铸件蜡模，采用现有技术对蜡模进行涂挂后晾干。在该蜡模表面涂挂3层面层，在面层表面依次涂挂2层过渡层、3层背层、1层封严层。面层涂挂材料为纯氧化钇粉，粘结剂为中性粘结剂，选择4#杯粘度31s，涂挂完成后干燥17小时；过渡层涂挂材料为复合铝微粉，粘结剂为硅溶胶，选择4#杯粘度4.5s，涂挂完成后干燥10小时。背层和封严层涂挂材料是莫来砂，粘结剂为硅溶胶，选择4#杯粘度5.5s，涂挂完成后干燥10小时。所述面层、过渡层、背层和封严层中每一层均涂挂两遍，使浆料完全浸润型壳。
第二步、脱蜡。将晾干的模具置于电热鼓风干燥箱中进行脱蜡处理：将所述电热鼓风干燥箱升温至125℃；将晾干的模具放进该电热鼓风干燥箱内保温2h。保温结束后该电热鼓风干燥箱继续升温至145℃保温2h，完成脱蜡，得到型壳。
第三步、焙烧。通过高温箱式炉对脱蜡后的型壳进行焙烧，具体是：将所述高温箱式炉升温至330℃；将所述型壳放入该高温箱式炉中保温1.5h；保温结束后，将该高温箱式炉继续升温至650℃并保温1.5h；保温结束后继续升温至950℃保温2h，完成该型壳的焙烧，得到骨架类铸件陶瓷精铸型壳。
步骤3、准备砂箱。砂箱直径为300mm，高度为300mm。
步骤4、确定铸造工艺。采用反重力铸造的方法，熔炼过程中真空度不低于10-1Pa。型壳预热温度650℃，保温2h。浇注时，反重力铸造最大充型压力为60KPa，8s达到最大充型压力，在最大充型压力下保持30s。砂箱出炉温度为650℃。
步骤5、合金熔炼、浇注。将泵壳体陶瓷型壳埋进装有石英砂的砂箱。将该砂箱放入真空感应熔炼-反重力铸造炉中，抽真空至10-1Pa。将型壳加热到650℃，保温2h。保温结束后，将Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr合金一次锭熔化，得到Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr合金的金属液。将所述金属液注入型壳中，完成浇注过程，铸件冷却、凝固成形。
步骤6、热处理、铸件出炉。凝固成形后，砂箱温度为650℃时取出砂箱，将砂箱直接放进箱式电阻炉中进行700℃/3h热处理。保温结束后，关闭箱式电阻炉的电源，炉冷至室温。从箱式炉中取出砂箱，清砂、清壳、切割浇冒系统，吹砂后得到骨架类铸件。
为验证实施例5的效果，本发明提出了对比例5。该对比例中，步骤1至步骤5的工艺过程和工艺参数与实施例5的步骤1至步骤5完全相同。
对比例的具体过程是：
步骤1、原材料准备。准备高温Ti合金TA12合金的原材料，压制电极，通过真空自耗熔炼炉熔炼获得12千克TA12合金一次锭。所述TA12合金名义成分为Ti-5.5Al-4.5Sn-2Zr-1Mo-0.3Si-1Nd。
步骤2、制备骨架类铸件的陶瓷精铸型壳。具体过程包括：
第一步、涂挂模具。
第二步、脱蜡。
第三步、焙烧。
步骤3、准备砂箱。
步骤4、确定铸造工艺。
步骤5、合金熔炼、浇注。
步骤6、热处理、铸件出炉。凝固成形后，砂箱温度为650℃时取出砂箱，迅速清理砂箱中的石英砂，将铸件和型壳一起放进箱式电阻炉中进行700℃/3h热处理。保温结束后，关闭箱式电阻炉的电源，炉冷至室温。从箱式炉中取出铸件，清壳、切割浇冒系统，吹砂后得到骨架类铸件。
对比实施例5和对比例5，铸件凝固成形后，砂箱温度为650℃时取出砂箱并立即将砂箱放到箱式电阻炉中进行热处理，所得到的骨架类铸件没有产生裂纹。而将骨架类铸件从砂箱中取出、再进行热处理，得到的骨架类铸件产生裂纹。铸件凝固成形后，连同砂箱一块放进箱式电阻炉中热处理，既可以节省清砂时间，缩短工艺流程，又可以减小热量损失，减小铸件的内应力，减小铸件开裂倾向。
实施例6
本实施例是一种高温Ti合金叶片的热处理方法。
步骤1、原材料准备。准备高温Ti合金Ti60合金的原材料，压制电极，通过真空自耗熔炼炉熔炼获得12千克Ti60合金一次锭。所述Ti60合金名义成分为Ti-5.7Al-4Sn-3.5Zr-0.4Mo-0.4Si-1Ta-0.05C。
步骤2、制备叶片的陶瓷精铸型壳。具体过程包括：
第一步、涂挂模具。3D打印出叶片蜡模，采用现有技术对蜡模进行涂挂后晾干。蜡模表面涂挂4层面层，在面层表面依次涂挂2层过渡层、3层背层、1层封严层。面层涂挂材料为纯氧化钇粉，粘结剂为中性粘结剂，选择4#杯粘度32s，涂挂完成后干燥20小时；过渡层涂挂材料为复合铝微粉，粘结剂为硅溶胶，选择4#杯粘度5s，涂挂完成后干燥12小时。背层和封严层涂挂材料是莫来砂，粘结剂为硅溶胶，选择4#杯粘度5s，涂挂完成后干燥12小时。所述面层、过渡层、背层和封严层中每一层均涂挂两遍，使浆料完全浸润型壳。
第二步、脱蜡。将晾干的模具置于电热鼓风干燥箱中进行脱蜡处理：将所述电热鼓风干燥箱升温至130℃；将晾干的模具放进该电热鼓风干燥箱内保温2.5h。保温结束后该电热鼓风干燥箱继续升温至150℃保温2h，完成脱蜡，得到型壳。
第三步、焙烧。通过高温箱式炉对脱蜡后的型壳进行焙烧，具体是：将所述高温箱式炉升温至350℃；将所述型壳放入该高温箱式炉中保温2h；保温结束后，将该高温箱式炉继续升温至660℃并保温1h；保温结束后继续升温至950℃保温2h，完成该型壳的焙烧，得到叶片陶瓷精铸型壳。
步骤3、准备砂箱。砂箱直径为300mm，高度为300mm。砂箱内装满石英砂。
步骤4、确定铸造工艺。采用离心铸造的方法，熔炼过程真空度不低于10-1Pa。陶瓷型壳加热到650℃，保温2小时。浇注时，离心转速为400r/min，浇注完成后离心转速保持3min，然后缓慢地降低转速，直至停止。砂箱出炉温度为550℃。
步骤5、合金熔炼、浇注。将型壳埋进装有石英砂的砂箱，将砂箱放进感应熔炼-离心铸造炉中，抽真空至10-1Pa。将陶瓷型壳加热到650℃，保温2小时。型壳保温结束后，将离心转速调至400r/min，Ti60铸锭熔化，得到Ti60合金的金属液。将所述金属液注入型壳中，完成浇注过程，铸件冷却，凝固成形。离心转速在400r/min保持3min，然后缓慢地降低转速，直至停止。
步骤6、热处理、铸件出炉。凝固成形后，砂箱温度为550℃时取出砂箱，将砂箱直接放进箱式电阻炉中进行600℃/4h热处理，关闭电源，炉冷至室温。从箱式炉中取出砂箱，清砂、清壳、切割浇冒系统，吹砂后得到叶片。
为验证实施例6的效果，本发明提出了对比例6。该对比例中，步骤1至步骤5的工艺过程和工艺参数与实施例6的步骤1至步骤5完全相同。
对比例的具体过程是：
步骤1、原材料准备。准备高温Ti合金Ti60合金的原材料，压制电极，通过真空自耗熔炼炉熔炼获得12千克Ti60合金一次锭。所述Ti60合金名义成分为Ti-5.7Al-4Sn-3.5Zr-0.4Mo-0.4Si-1Ta-0.05C。
步骤2、制备叶片的陶瓷精铸型壳。具体过程包括：
第一步、涂挂模具。
第二步、脱蜡。
第三步、焙烧。
步骤3、准备砂箱。
步骤4、确定铸造工艺。
步骤5、合金熔炼、浇注。
步骤6、热处理、铸件出炉。凝固成形后，砂箱温度为550℃时取出砂箱，迅速清理砂箱中的石英砂，将铸件和型壳一块放进箱式电阻炉中进行600℃/4h热处理。保温结束后，关闭箱式炉电阻炉的电源，炉冷至室温。从箱式炉电阻炉中取出铸件进行清壳、切割浇冒系统，吹砂后得到的叶片。
对比实施例6和对比例6，铸件凝固成形后，砂箱温度为550℃时取出砂箱并立即将砂箱放到箱式电阻炉中进行热处理，所得到完整的叶片。而将铸件从砂箱中取出、再进行热处理，得到的叶片叶身和榫头连接处发生开裂。铸件凝固成形后，连同砂箱一块放进箱式电阻炉中热处理，既可以节省清砂时间，缩短工艺流程，又可以减小热量损失，减小铸件的内应力，减小铸件开裂倾向。
实施例7
本实施例是一种减轻圆柱形TiAl合金试样氧化的方法。具体过程是：
步骤1、准备试样。所述试样为TiAl合金试样。该TiAl合金试样为Ti-42Al-3.5Nb-1Mo合金的圆柱形试样，尺寸为φ12×8mm。
步骤2、准备容器。所容器直径为100mm，高度为150mm。容器中装满氧化锆砂。
步骤3、热处理。将所述TiAl合金试样用石棉包裹起来，埋进容器中的砂子里，将容器放进箱式电阻炉中。将该箱式电阻炉按常规方法加热至900℃，保温50小时。保温结束后，位于该箱式电阻炉内的TiAl合金试样随炉降温至室温。取出试样。得到经过热处理的TiAl合金试样。
为验证本实施例的效果，本发明还提出了本实施例的对比例7，具体是：
步骤1、准备试样。所述TiAl合金试样与实施例1中的TiAl合金试样相同，为Ti-42Al-3.5Nb-1Mo合金的圆柱形试样，尺寸为φ12×8mm。
步骤2、准备容器。所容器直径为100mm，高度为150mm。容器中装满氧化锆砂。
步骤3、热处理。将制备的TiAl合金试样置于箱式电阻炉内。将该箱式电阻炉按常规方法加热至900℃，保温50小时。保温结束后，位于该箱式电阻炉内的TiAl合金试样随炉降温至室温。取出试样。得到经过热处理的TiAl合金试样。
分别对实施例7中得到的Ti-42Al-3.5Nb-1Mo合金圆柱形试样铸件和对比例7中得到的Ti-42Al-3.5Nb-1Mo合金圆柱形试样进行微观组织的SEM观察和EDS分析。分析发现，圆柱形试样包裹石棉后埋在砂子里再进行热处理后氧化程度明显减小。
实施例8
本实施例是一种减轻圆柱形TiAl合金试样氧化的方法。具体过程是：
步骤1、准备试样。所述试样为TiAl合金试样。该TiAl合金试样为Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr合金的圆柱形试样，尺寸为φ12×71mm。
步骤2、准备容器。所容器直径为100mm，高度为150mm。容器中装满莫来砂。
步骤3、热处理。将所述TiAl合金试样用石棉包裹起来，埋进容器中的砂子里，将容器放进箱式电阻炉中。将该箱式电阻炉按常规方法加热至850℃，保温20小时。保温结束后，位于该箱式电阻炉内的TiAl合金试样随炉降温至室温。取出试样。得到经过热处理的TiAl合金试样。
为验证本实施例的效果，本发明还提出了本实施例的对比例8，具体是：
步骤1、准备试样。所述TiAl合金试样与实施例1中的TiAl合金试样相同，为Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr合金的圆柱形试样，尺寸为φ12×71mm。
步骤2、准备容器。所容器直径为100mm，高度为150mm。将容器中装满莫来砂。
步骤3、热处理。将制备的TiAl合金试样置于箱式电阻炉内。将该箱式电阻炉按常规方法加热至850℃，保温20小时。保温结束后，位于该箱式电阻炉内的TiAl合金试样随炉降温至室温。取出试样。得到经过热处理的TiAl合金试样。
分别对实施例8中得到的Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr合金圆柱形试样铸件和对比例8中得到的Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr合金圆柱形试样进行微观组织的SEM观察和EDS分析。分析发现，圆柱形试样包裹石棉后埋在砂子里再进行热处理后氧化程度明显减小。
实施例9
本实施例是一种减轻圆柱形TiAl合金试样氧化的方法。具体过程是：
步骤1、准备试样。所述试样为TiAl合金试样。该TiAl合金试样为Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr合金的圆柱形试样，尺寸为φ12×7mm。
步骤2、准备容器。所容器直径为100mm，高度为150mm。容器中装满氧化锆砂。
步骤3、热处理。将所述TiAl合金试样用石棉包裹起来，埋进容器中的砂子里，将容器放进箱式电阻炉中。将该箱式电阻炉按常规方法加热至1000℃，保温60小时。保温结束后，位于该箱式电阻炉内的TiAl合金试样随炉降温至室温。取出试样。得到经过热处理的TiAl合金试样。
为验证本实施例的效果，本发明还提出了本实施例的对比例9，具体是：
步骤1、准备试样。所述TiAl合金试样与实施例1中的TiAl合金试样相同，为Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr合金的圆柱形试样，尺寸为φ12×7mm。
步骤2、准备容器。所容器直径为100mm，高度为150mm。容器中装满氧化锆砂。
步骤3、热处理。将制备的TiAl合金试样置于箱式电阻炉内。将该箱式电阻炉按常规方法加热至1000℃，保温60小时。保温结束后，位于该箱式电阻炉内的TiAl合金试样随炉降温至室温。取出试样。得到经过热处理的TiAl合金试样。
分别对实施例9中得到的Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr合金圆柱形试样铸件和对比例8中得到的Ti-48Al-7Nb-2.5V-1Cr合金圆柱形试样进行微观组织的SEM观察和EDS分析。分析发现，圆柱形试样包裹石棉后埋在砂子里再进行热处理后氧化程度明显减小。

Claims (5)

1.一种高温Ti基合金铸件的热处理方法，其特征在于，所述的高温Ti基合金为以有序强化为主的TiAl合金铸件和以无序固溶强化的近α型高温Ti合金铸件，具体过程是：
步骤1、原材料的准备；
步骤2、制备泵壳体陶瓷精铸型壳：
通过涂挂模具、脱蜡和焙烧，得到泵壳体陶瓷精铸型壳；
步骤3、准备砂箱；
步骤4、确定铸造工艺：
采用反重力铸造或重力铸造或离心铸造的方法，熔炼过程中真空度不低于10-1Pa；
当所述高温Ti基合金为以有序强化为主的TiAl合金铸件时，模壳预热温度850℃，保温2h；砂箱出炉温度为650～850℃；
当所述高温Ti基合金为以无序固溶强化的近α型高温Ti合金铸件时，模壳预热温度650℃，保温2h；砂箱出炉温度为500～700℃；
步骤5、合金熔炼、浇注：
将泵壳体陶瓷精铸型壳埋进装有石英砂的砂箱；将该砂箱放入真空感应熔炼-反重力铸造炉中，使高温Ti基合金的合金锭熔化，得到高温Ti基合金的金属液；将所述金属液注入型壳中，完成浇注过程，铸件冷却、凝固成形；
步骤6、热处理、铸件出炉：
砂箱出炉；砂箱直接放进箱式电阻炉中进行热处理；热处理结束后，关闭箱式电阻炉的电源，炉冷至室温；从箱式炉中取出砂箱，清砂、清壳、切割浇冒系统，吹砂后得到铸件；
当所述高温Ti基合金为以有序强化为主的TiAl合金铸件时，砂箱的出炉温度为650～850℃；热处理温度为700～900℃，保温时间为3～6h；
当所述高温Ti基合金为以无序固溶强化的近α型高温Ti合金铸件时，砂箱的出炉温度为45～650℃，热处理温度为500～700℃，保温时间为3～6h。
2.如权利要求1所述高温Ti基合金铸件的热处理方法，其特征在于，制备泵壳体陶瓷精铸型壳的具体过程是：
第一步、涂挂模具；在3D打印的蜡模表面依次涂挂面层、过渡层、背层和封严层；所述面层涂挂在蜡模表面；
第二步、脱蜡；将晾干的模具置于电热鼓风干燥箱中进行脱蜡处理；所述电热鼓风干燥箱的温度为120～130℃，保温1.5～2.5h；保温结束后该电热鼓风干燥箱继续升温至140～150℃保温1～2h，完成脱蜡，得到型壳；
第三步、焙烧；将所述型壳放入320～350℃的高温箱式炉中保温1～2h；保温结束后，将该高温箱式炉继续升温至650～670℃并保温0.5～1.5h；保温结束后继续升温至950℃保温2h，完成该型壳的焙烧，得到泵壳体陶瓷精铸型壳。
3.如权利要求2所述高温Ti基合金铸件的热处理方法，其特征在于，所述的面层为2～4层，过渡层为2层，背层为3～5层，封严层为1层；每一层均涂挂两遍，使浆料完全浸润型壳。
4.如权利要求2所述高温Ti基合金铸件的热处理方法，其特征在于，所述面层的材料为纯氧化钇粉，粘结剂为中性粘结剂；过渡层的材料为复合铝微粉，粘结剂为硅溶胶；背层和封严层涂挂材料均为莫来砂，粘结剂为硅溶胶。
5.如权利要求4所述高温Ti基合金铸件的热处理方法，其特征在于，所述面层浆料粘度为4#杯28～32s，涂挂完成后干燥15～20h；过渡层浆料粘度为4#杯4～5s，涂挂完成后干燥8～12h；背层和封严层浆料粘度为5～6.5s，涂挂完成后干燥8～12h。
CN202010093923.1A 2020-02-14 2020-02-14 一种高温Ti基合金铸件的热处理方法 Active CN111136258B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010093923.1A CN111136258B (zh) 2020-02-14 2020-02-14 一种高温Ti基合金铸件的热处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010093923.1A CN111136258B (zh) 2020-02-14 2020-02-14 一种高温Ti基合金铸件的热处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111136258A CN111136258A (zh) 2020-05-12
CN111136258B true CN111136258B (zh) 2021-09-07

Family

ID=70527426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010093923.1A Active CN111136258B (zh) 2020-02-14 2020-02-14 一种高温Ti基合金铸件的热处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111136258B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114523069A (zh) * 2021-12-20 2022-05-24 江苏金瑞机械制造有限公司 一种母合金棒制备模壳及其制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100503846C (zh) * 2006-03-10 2009-06-24 广西玉柴机器股份有限公司 利用铸件余热减少铸造残余应力时效处理工艺
CN100424218C (zh) * 2007-07-11 2008-10-08 华中科技大学 镁合金铸件半固态热处理方法
EP3124135B1 (en) * 2014-03-28 2019-05-29 IHI Corporation CASTING MOLD, METHOD OF MANUFACTURING SAME, Ti-Al ALLOY CAST PRODUCT, AND METHOD OF CASTING SAME
CN105642831B (zh) * 2016-01-27 2017-12-08 北京工业大学 一种用于TiAl基合金精密铸造或定向凝固的模壳及制备该模壳的方法
CN106984795B (zh) * 2017-03-23 2019-04-19 西北工业大学 一种Ti55铸造高温钛合金的控温凝固方法
CN108889903A (zh) * 2018-06-13 2018-11-27 中国航发北京航空材料研究院 一种预防钛铝基合金铸造裂纹的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111136258A (zh) 2020-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9381569B2 (en) Vacuum or air casting using induction hot topping
US9803923B2 (en) Crucible and extrinsic facecoat compositions and methods for melting titanium and titanium aluminide alloys
EP2141263A2 (en) Alloy castings having protective layers and methods of making the same
CN105057593B (zh) 一种铜合金铸件熔模铸造工艺
WO2017114066A1 (zh) 一种汽车发动机壳体的环保型制备方法
KR20090056923A (ko) 열 응력을 관리할 수 있고 고 반응성 합금의 용융에 적합한내화성 도가니
EP0554198B1 (en) Oxidation resistant superalloy castings
JP2013136097A (ja) 微細な等軸結晶粒組織を有する物品の製造方法
CN106694853A (zh) 采用低压铸造工艺进行摩托车配件铸造的方法
CN110340279A (zh) 大型铸件铸造方法
CN106984795B (zh) 一种Ti55铸造高温钛合金的控温凝固方法
CN110421144B (zh) 一种外加电磁场作用的高温合金浮动壁瓦片调压精铸方法
CN111136258B (zh) 一种高温Ti基合金铸件的热处理方法
CN111203514A (zh) 一种高温合金复杂薄壁铸件精密铸造方法
JP6334526B2 (ja) るつぼ及びフェースコート組成物、並びにチタン及びチタンアルミナイド合金の溶融方法
CN107405681B (zh) 用于制造涡轮机部件、坯件以及最终部件的方法
WO2019165408A1 (en) Crucible for melting reactive alloys
RU2572118C1 (ru) Способ изготовления комбинированных оболочковых форм по выплавляемым моделям для получения отливок из жаропрочных сплавов с направленной и монокристаллической структурами
JP2015531733A5 (zh)
CN108889924A (zh) 铁磁性合金真空熔铸短流程精密铸造方法
CN110976770A (zh) 一种基于冷铁在精铸件中消除缩孔的方法
CN201442085U (zh) 钛合金导弹舱体定向凝固铸造设备
US3389743A (en) Method of making resinous shell molds
Szkliniarz et al. Fundamentals of manufacturing technologies for aircraft engine parts made of TiAl based alloys
CN105478671A (zh) 一种铝合金熔模精密铸造微震浇注工艺

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