CN111375743B - 一种复杂结构高温合金件的铸造装置及精密铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复杂结构高温合金件的铸造装置及精密铸造方法，属于高温合金铸造领域。该装置主体结构内设可水平移动的熔炼小车、上下移动的铸型加热器、“凸”字结构压板和水冷盘等重要部件。本发明的铸造方法采用真空感应熔炼，高温合金液在惰性气体压力下通过升液管上升至预热的铸型内并充满型腔；加热器以一定速度向下运动脱离铸型；高温合金液在惰性气体压力和顺序凝固条件下逐渐结晶补缩得到致密的组织。本发明集成了真空反重力铸造和热控凝固的技术优势，能够实现高温合金液平稳充型，并在惰性气体压力和顺序凝固条件下结晶，获得的铸件晶粒细小、内部致密、氧化夹杂含量低，适用于具有复杂结构、分散热节特征的高温合金件的精密铸造。

Description

一种复杂结构高温合金件的铸造装置及精密铸造方法

技术领域

本发明涉及高温合金精密铸造技术领域，具体涉及一种集成了真空反重力铸造技术和热控凝固技术优点的铸造装置和精密铸造方法。

背景技术

复杂结构件的精密铸造技术是支撑航空、航天等装备发展的基础。随着航空、航天、发电及核能等工业的快速发展，对优质高温合金铸件的需求越来越大，铸件的结构设计也越来越复杂，许多采用铸焊结构的零件也越来越多的设计成整铸成形。同时，高温合金铸件的服役条件也越来越苛刻，对铸件的内部质量、尺寸精度以及长的服役寿命都提出了新的要求。铸件结构的复杂化以及对铸件内部质量要求的不断提高，也对精密铸造装置和铸造方法提出了新的挑战。

高温合金普通精密铸造技术，一般采用真空感应熔炼熔化合金，将型壳预热至900～1150℃，并在1450～1560℃较高的浇注温度下浇注成形，进而获得具有一定形状的等轴晶铸件。该技术是高温合金结构件精密铸造的主要方法，仍广泛应用于航空发动机、燃气轮机等轴晶叶片、涡流器、叶盘等铸件的生产。但是该技术具有以下方面的不足：a.铸件凝固速度缓慢，易带来晶粒粗大问题；b.对于结构复杂的铸件，热节分散，难以实现顺序凝固，热节处易出现缩松缺陷；c.该方法采用重力浇注，铸件难以避免会混入非金属夹杂。

真空反重力铸造(Counter-gravity Positive pressure Vacuum casting)是一种在真空气氛下熔炼合金，然后合金液在反重力条件下充型，并在一定压力作用下补缩凝固成铸件的铸造方法。该方法具有充型平稳可控、组织致密、铸件氧化夹杂含量低及合金利用率高等特点。美国已将真空反重力铸造成功应用于高温合金铸件薄壁复杂件的生产，且已商业化，关键工艺和技术对我国封锁。真空反重力铸造技术仍有工艺上的不足，不能完全保证具有复杂结构、分散热节特征的铸件实现顺序凝固，进而完全消除缩松。

热控凝固技术(Thermal Control Solidification)是通过控制高温合金熔体凝固结晶过程温度梯度和凝固速度，形成不受铸件热节几何形状和位置分布局限的顺序凝固条件，提高凝固过程的补缩，进而消除铸件内部缩松缺陷的铸造方法。由于该技术铸型温度较高，达到1250～1350℃，浇注温度可以降低至1380～1450℃，可以增加凝固的异质形核，这对获得细小的晶粒有利。此外，高温合金晶粒形态与高温合金熔体凝固结晶过程温度梯度和凝固速度的比值密切关联，通过控制温度梯度和凝固速度，可以一定程度上实现铸件晶粒细化。热控凝固技术在解决复杂结构铸件致密度和晶粒度匹配方面具有优势。但热控凝固技术也有工艺上的不足，仍然是在重力条件下浇注，浇注过程中不可避免的会带进非金属夹杂物、影响铸件的内部质量。

专利CN 102699311 B公开了一种高温合金复杂薄壁铸件的精密铸造方法。该方法采用高温合金调压精密铸造，通过调节铸型环境气压和金属液环境气压，进而实现高温合金液的充型和凝固。然而该方法对高温合金熔体的温度梯度无针对性的控制措施，难以保证具有复杂结构、分散热节特征的铸件顺序凝固，补缩不足。

专利US 6499529B1公开了一种离心反重力铸造技术方法，简称C3法(centrifugalcounter-gravity casting)。该方法将反重力铸造和离心铸造结合在一起，利用反重力铸造易成形的特点，结合离心铸造提供额外补缩特性，生产优质铸件。该方法主要应用于小型汽车薄壁铸件的生产，但是其熔炼气氛非真空。

专利CN 100519008C涉及一种结合了热控凝固和喷射成形理论与技术优势的思想。专利公开的方法可以提高喷射成形高速钢沉积密度。该方法通过结合热控凝固与喷射成形技术，不但获得晶粒细小且无宏观偏析的内部组织，而且减少了沉积坯内部的气孔和缩松。该方法应用在柱状高速钢的喷射成形上，零件结构非常简单，但是其集成创新的思想值得借鉴。

目前，航空、航天等高端装备制造业对高温合金铸件的要求越来越苛刻，铸件要具备更好的力学性能、更高的尺寸精度和尺寸稳定性、更长的使用寿命等。因此，开发一种新的铸造方法，能够集成热控凝固技术和真空反重力铸造技术的优势，具有十分重要的意义。

发明内容

针对普通精密铸造方法制造结构复杂、具有分散热节特征的高温合金件存在的晶粒粗大、内部缩松以及夹杂物含量高等问题，本发明的目的在于提供一种复杂结构高温合金件的铸造装置及精密铸造方法，以满足复杂结构高温合金件的精密铸造。通过本发明的铸造装置和精密铸造方法，可实现高温合金液反重力平稳充型，并在压力和温度梯度作用下实现顺序凝固，进而得到致密度高、夹杂物含量低、晶粒细小的精密铸件。本发明提供的装置和方法适用于结构复杂、内部质量要求高的高温合金零件的精密铸造，可在降低铸件氧化夹杂的同时，保证高温合金铸件能够顺序凝固，获得细小的、致密的等轴晶组织。本发明的方法同样适用于其他易氧化、高熔点合金的精密铸造。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种复杂结构高温合金件的铸造装置，该装置包括主体结构Ⅰ、真空系统Ⅱ、惰性气体气源Ⅲ、液压动力系统Ⅳ、电脑控制系统Ⅴ以及冷却水系统Ⅵ；

所述主体结构Ⅰ包括熔炼室1、插板阀A2、铸型下室3、插板阀B4、铸型上室5；

所述铸型上室5与铸型下室3通过插板阀B4隔开，铸型上室5内设有水冷盘8，在液压动力系统Ⅳ的作用下带动铸型9上下移动；

所述铸型下室3与熔炼室1通过插板阀A2隔开，铸型下室3内设加热器10、防跑火接盘11、压板12和升降柱14；所述防跑火接盘11为环形，放在压板12上方，主要承接跑火漏出的合金液，材质可选择耐高温的陶瓷；压板12上方与防跑火接盘11连接，下方与4根可同步移动的升降柱14连接；所述熔炼室1内设有液压驱动的可以水平移动的熔炼小车6，熔炼小车6内设有氧化铝坩埚7，小车驱动轴内设有惰性气体管延伸至熔炼小车6内，熔炼小车6外壁由不锈钢加工而成，外壁上部分内通冷却水，上沿内置一圈密封垫圈MS。

所述加热器10采用电阻三段加热，每段可单独进行温控，上方设有辐射挡板DF，加热器10连接伺服电机10a和滚珠丝杠10b实现匀速或变速上下移动。

所述水冷盘8为液压驱动，通过压力传感器实现压力的实时调节；水冷盘8内部为中空结构，可通冷却水；水冷盘8盘底加工有沿圆周均布的3个卡槽和耐高温卡板8a，铸型底部与卡槽配合旋转60度即完成铸型与水冷盘8的连接；所述耐高温卡板8a上安装有耐高温陶瓷纤维垫CF，通过气动装置8b将铸型9固定在水冷盘8上，耐高温卡板8a由耐热钢板或者钼板加工而成。

所述压板12具有“凸”字形状，其内外表面均粘贴一层隔热的保温棉，中心预留孔洞安放升液管13，压板12由耐热钢板或者钼板加工而成。

本发明还提供一种高温合金精密铸造方法，具体步骤如下：

1)熔炼：将高温合金母合金棒加入到氧化铝坩埚7内，关闭熔炼室门并抽真空，打开感应熔炼电源将高温合金熔化，精炼至1550～1600℃，然后将合金液温度降至1380～1450℃下并保温；

2)安装铸型和升液管13：打开铸型上室5，通过定位工装将预热至900～1100℃陶瓷铸型浇口朝下安装在水冷盘8上，并用耐高温卡板8a将铸型底部和水冷盘8固定在一起；打开铸型下室3，在压板12中心孔处放置陶瓷垫圈ⅠCS1，然后通过定位工装将预热至900～1100℃的升液管13插入压板中心孔内，并在升液管13法兰上面放置陶瓷垫圈ⅡCS2；迅速关闭铸型上室5和铸型下室3炉门并抽真空；

3)移动铸型加热器、铸型和熔炼小车：将加热器10移动到距压板12上方5mm处，然后打开铸型室中间插板阀B4，将铸型9移动到加热器10内，迅速加热铸型9到1250～1350℃；打开熔炼室1和铸型下室3间的插板阀A2，驱动熔炼小车6进入铸型下室3，然后压板12带动升液管13向下移动，升液管13插入高温合金液内；压板12在升降柱14的液压驱动力下与熔炼小车6的外壁形成一个密闭空间；铸型9和加热器10同步下移至距压板12上方5mm处；水冷盘8在液压压力P0作用下保压，实现铸型9底部和水冷盘8、铸型9浇口和升液管13以及压板12和升液管13间的密封；

4)充型：打开惰性气体气源Ⅲ，惰性气体通过惰性气体源A出口进入熔炼小车6和压板12间的密闭空间，调节坩埚合金液上方惰性气体压力P1为0.08～0.15MPa，金属液在P1气压下通过升液管13进入铸型9中；

5)热控顺序凝固：将加热器10以60～120mm/min的速度向下运动，根据铸件的结构形状和冷却条件，可匀速也可变速运动，调节水冷盘液压压力P0和坩埚合金液上方惰性气体压力P1，P1为0.15～0.25MPa，使P0-P1的压差始终维持一特定数值，如0.1MPa左右，这一数值也可根据铸件高度、重量以及铸型强度做适当调整；加热器10脱离铸型9后，立即关闭该段的加热开关，当加热器10全部脱离铸型9后，停止运动；

6)当铸件完全凝固后，关闭惰性气体气源Ⅲ，关闭升降柱14和水冷盘8液压向下驱动力，使压板12内外压力平衡，升液管13和铸型浇口中未凝固合金液回流至氧化铝坩埚7内；提升铸型9至铸型上室5，提升加热器10和压板12至初始位置，退回熔炼小车6至熔炼室1内，关闭插板阀A2和插板阀B4；

7)将铸型上室5破真空，打开铸型上室5门，通过定位工装取出铸型9，冷却后脱模得到铸件，将铸型下室3破真空，打开铸型下室3门，通过定位工装取出升液管13和陶瓷垫圈，关闭铸型室炉门。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)氧化夹杂含量低：合金液充型过程平稳，避免了传统精密铸造浇注过程卷入氧化物夹杂的风险；

(2)铸件晶粒细小:合金液的凝固过程可控，可以获得细小的等轴晶组织。

(3)铸件组织致密：铸件在顺序凝固和惰性气体压力双重作用下凝固，组织致密。

(4)合金利用率高：铸件的浇注系统设计省去了传统精铸过程的补缩冒口，且升液管和铸型浇口内未凝固的合金液可回流至坩埚内。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明复杂结构高温合金件的铸造装置的结构示意图；

图2为水冷盘结构示意图；

图3为加热器运动示意图；

图4为合金液反重力充型示意图；

图5为热控顺序凝固示意图；

图6为压力P0和P1随时间变化曲线图；

其中：主体结构Ⅰ、真空系统Ⅱ、惰性气体气源Ⅲ、液压动力系统Ⅳ、电脑控制系统Ⅴ、冷却水系统Ⅵ、熔炼室1、插板阀A2、铸型下室3、插板阀B4、铸型上室5；熔炼小车6；氧化铝坩埚7；水冷盘8、铸型9、加热器10、-防跑火接盘11、压板12、升液管13、升降柱14、耐高温夹板8a、气动装置8b、耐高温陶瓷纤维垫CF、伺服电机10a、滚珠丝杠10b、第一齿轮10c、第二齿轮10d、惰性气体源A出口PA、密封垫圈MS、陶瓷纤维垫圈ⅠCS1、陶瓷纤维垫圈ⅡCS2、加热器辐射挡板DF、水冷盘液压压力P0、坩埚合金液上方惰性气体压力P1、加热器向下运动的速度V。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围不受实施例的限制，如果该领域的技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

如图1所示，一种复杂结构高温合金件的铸造装置，该装置包括主体结构Ⅰ、真空系统Ⅱ、惰性气体气源Ⅲ、液压动力系统Ⅳ、电脑控制系统Ⅴ以及冷却水系统Ⅵ；

所述主体结构Ⅰ包括熔炼室1、插板阀A2、铸型下室3、插板阀B4、铸型上室5；所述铸型上室5与铸型下室3通过插板阀B4隔开，铸型上室5内设有水冷盘8，在液压动力系统Ⅳ的作用下带动铸型9上下移动；所述铸型下室3与熔炼室1通过插板阀A2隔开，铸型下室3内设加热器10、防跑火接盘11、压板12和升降柱14；所述防跑火接盘11为环形，放在压板12上方，主要承接跑火漏出的合金液，材质可选择耐高温的陶瓷；压板12上方与防跑火接盘11连接，下方与4根可同步移动的升降柱14连接；所述熔炼室1内设有液压驱动的可以水平移动的熔炼小车6，熔炼小车6内设有氧化铝坩埚7，小车驱动轴内设有惰性气体管延伸至熔炼小车6内，熔炼小车6外壁由不锈钢加工而成，外壁上部分内通冷却水，上沿内置一圈密封垫圈MS。

所述压板12具有“凸”字形状，其内外表面均粘贴一层隔热的保温棉，中心预留孔洞安放升液管13，压板12由耐热钢板或者钼板加工而成。

如图2所示为水冷盘8结构简图，所述水冷盘8为液压驱动，通过压力传感器实现压力的实时调节，内部中空，通冷却水；所述水冷盘8盘底加工成沿圆周均布的3个卡槽，铸型底部与卡槽配合旋转60度即完成铸型与水冷盘的连接；所述耐高温卡板8a为辅助固定装置，可采用耐热钢或者钼板加工而成，上面安装有耐高温陶瓷纤维垫，通过气动装置8b，将铸型固定在水冷盘8上。

如图3所示为加热器10运动结构示意图；如图4所示为本发明铸造方法中反重力充型步骤示意图；如图5所示为本发明铸造方法中热控顺序凝固步骤示意图，如6所示为压力P0和P1随时间变化曲线图。

实施例2

1)熔炼：将高温合金K438母合金棒加入到氧化铝坩埚7内，关闭熔炼室门并抽真空，打开感应熔炼电源将高温合金熔化，精炼至1550℃，然后将合金液温度降至1380℃，并以一定的熔炼功率进行保温。

2)安装铸型和升液管13：打开铸型上室5，通过定位工装将预热到900℃的陶瓷铸型浇口朝下安装在水冷盘8上，并用耐高温卡板8a将铸型底部和水冷盘8固定在一起；打开铸型下室3，在压板12中心孔处放置陶瓷垫圈ⅠCS1，然后将预热至900℃的升液管13插入压板中心孔内，并在升液管13法兰上面放置陶瓷垫圈ⅡCS2；迅速关闭铸型上下室炉门并抽真空。

3)移动铸型加热器、铸型和熔炼小车：将加热器10移动到距压板12上方5mm处，然后打开铸型室中间插板阀B4，将铸型9移动到加热器10内，迅速加热铸型9到1350℃。打开熔炼室1和铸型下室3间的插板阀A2，驱动熔炼小车6进入铸型下室3，然后压板12带动升液管13向下移动，升液管13插入高温合金液内；压板12在升降柱14的液压驱动力下与熔炼小车6的外壁形成一个密闭空间；铸型9和加热器10同步下移至距压板12上方5mm处；水冷盘8在液压压力P0作用下保压，实现铸型9底部和水冷盘8、铸型9浇口和升液管13以及压板12和升液管13间的密封。

4)充型：打开惰性气体气源，惰性气体通过PA口进入小车6和压板12间的密闭空间，调节惰性气体气压P1至0.08MPa，金属液在P1气压下，通过升液管13进入铸型9中。

5)热控顺序凝固：根据铸件的结构和冷却条件，立即将加热器10以60mm/min的速度匀速向下运动；将P1压力调节至0.15MPa；通过传感器自动调节P0、P1的压力，使P0-P1的压差始终维一特定数值，如0.1MPa左右，这一数值也可根据铸件高度、重量以及铸型强度做适当调整。加热器10任意一段脱离铸型9后，立即关闭该段的加热开关。当加热器10全部脱离铸型9后，停止运动。

6)当铸件完全凝固后，关闭惰性气体气源，关闭升降柱14和水冷盘8液压向下驱动力，使压板12内外压力平衡，升液管13和铸型浇口中未凝固合金液回流至坩埚7内。提升铸型9至铸型上室5。提升加热器10至初始位置，提升压板12至初始位置，退回熔炼小车6至熔炼室1内。关闭插板阀A2和插板阀B4。

7)将铸型上室5破真空，打开铸型上室门，通过定位工装取出铸型9，冷却后脱模得到铸件。将铸型下室3破真空，打开铸型下室门，通过定位工装取出升液管13和陶瓷垫圈MS。关闭铸型室炉门。

实施例3

1)熔炼：将高温合金K438母合金棒加入到氧化铝坩埚7内，关闭熔炼室门并抽真空，打开感应熔炼电源将高温合金熔化，精炼至1600℃，然后将合金液温度降至1450℃，并以一定的熔炼功率进行保温。

2)安装铸型和升液管：打开铸型上室5，通过定位工装将预热到1100℃的陶瓷铸型浇口朝下安装在水冷盘8上，并用耐高温卡板8a将铸型底部和水冷盘固定在一起；打开铸型下室3，在压板12中心孔处放置陶瓷垫圈ⅠCS1，然后将预热至1100℃的升液管13插入压板中心孔内，并在升液管13法兰上面放置陶瓷垫圈ⅡCS2；迅速关闭铸型上下室炉门并抽真空。

3)移动铸型加热器、铸型和熔炼小车：将加热器10移动到距压板12上方5mm处，然后打开铸型室中间插板阀B4，将铸型9移动到加热器10内，迅速加热铸型9到1250℃。打开熔炼室1和铸型下室3间的插板阀A2，驱动熔炼小车6进入铸型下室3，然后压板12带动升液管13向下移动，升液管13插入高温合金液内；压板12在升降柱14的液压驱动力下与熔炼小车6的外壁形成一个密闭空间；铸型9和加热器10同步下移至距压板12上方5mm处；水冷盘8在液压压力P0作用下保压，实现铸型9底部和水冷盘8、铸型9浇口和升液管13以及压板12和升液管13间的密封。

4)充型：打开惰性气体气源A，惰性气体通过PA口进入熔炼小车6和压板12间的密闭空间，调节惰性气体气压P1至0.15MPa，金属液在P1气压下，通过升液管13进入铸型9中。

5)热控顺序凝固：根据铸件的结构和冷却条件，立即将加热器10以120mm/min的速度匀速向下运动；将P1压力调节至0.25MPa；通过传感器自动调节P0、P1的压力，使P0-P1的压差始终维持一特定数值，如0.1MPa左右，这一数值也可根据铸件高度、重量以及铸型强度做适当调整。加热器10任意一段脱离铸型9后，立即关闭该段的加热开关。当加热器10全部脱离铸型9后，停止运动。

6)当铸件完全凝固后，关闭惰性气体气源，关闭升降柱14和水冷盘8液压向下驱动力，使压板12内外压力平衡，升液管13和铸型浇口中未凝固合金液回流至氧化铝坩埚7内。提升铸型9至铸型上室5。提升加热器10至初始位置，提升压板12至初始位置，退回熔炼小车6至熔炼室1内。关闭插板阀A2和插板阀B4。

7)将铸型上室5破真空，打开铸型上室门，通过定位工装取出铸型9，冷却后脱模得到铸件。将铸型下室3破真空，打开铸型下室门，通过定位工装取出升液管13和陶瓷垫圈MS。关闭铸型室炉门。

实施例4

1)熔炼：将高温合金K438母合金棒加入到氧化铝坩埚7内，关闭熔炼室门并抽真空，打开感应熔炼电源将高温合金熔化，精炼至1580℃，然后将合金液温度降至1400℃，并以一定的熔炼功率进行保温。

2)安装铸型和升液管：打开铸型上室5，通过定位工装将预热到1000℃的陶瓷铸型浇口朝下安装在水冷盘8上，并用耐高温卡板8a将铸型底部和水冷盘8固定在一起；打开铸型下室3，在压板12中心孔处放置陶瓷垫圈ⅠCS1，然后将预热至1000℃的升液管13插入压板中心孔内，并在升液管13法兰上面放置陶瓷垫圈ⅡCS2；迅速关闭铸型上下室炉门并抽真空。

3)移动铸型加热器、铸型和小车：根据铸件的结构和冷却条件将加热器10移动到距压板12上方5mm处，然后打开铸型室中间插板阀B4，将铸型9移动到加热器10内，迅速加热铸型9到1300℃。打开熔炼室1和铸型下室3间的插板阀A2，驱动熔炼小车6进入铸型下室3，然后压板12带动升液管13向下移动，升液管13插入高温合金液内；压板12在升降柱14的液压驱动力下与小车6的外壁形成一个密闭空间；铸型9和加热器10同步下移至距压板12上方5mm处；水冷盘8在液压压力P0作用下保压，实现铸型9底部和水冷盘8、铸型9浇口和升液管13以及压板12和升液管13间的密封。

4)充型：打开惰性气体气源，惰性气体通过PA口进入熔炼小车6和压板12间的密闭空间，调节惰性气体气压P1至0.10MPa，金属液在P1气压下，通过升液管13进入铸型9中。

5)热控顺序凝固：根据铸件的结构和冷却条件，立即将加热器10以60mm/min、80mm/min、105mm/min的速度分别向下运行三分之一行程；将P1压力调节至0.20MPa；通过传感器自动调节P0、P1的压力，使P0-P1的压差始终维持一特定数值，如0.1MPa左右，这一数值也可根据铸件高度、重量以及铸型强度做适当调整。加热器10任意一段脱离铸型9后，立即关闭该段的加热开关。当加热器10全部脱离铸型9后，停止运动。

6)当铸件完全凝固后，关闭惰性气体气源，关闭升降柱14和水冷盘8液压向下驱动力，使压板12内外压力平衡，升液管13和铸型浇口中未凝固合金液回流至坩埚7内。提升铸型9至铸型上室5。提升加热器10至初始位置，提升压板12至初始位置，退回熔炼小车6至熔炼室1内。关闭插板阀A2和插板阀B4。

7)将铸型上室5破真空，打开铸型上室门，通过定位工装取出铸型9，冷却后脱模得到铸件。将铸型下室3破真空，打开铸型下室门，通过定位工装取出升液管13和陶瓷垫圈MS。关闭铸型室炉门。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种复杂结构高温合金件的精密铸造方法，其特征在于：所用铸造装置包括主体结构（Ⅰ）、真空系统（Ⅱ）、惰性气体气源（Ⅲ）、液压动力系统（Ⅳ）、电脑控制系统（Ⅴ）以及冷却水系统（Ⅵ）；

所述主体结构（Ⅰ）包括熔炼室（1）、插板阀A（2）、铸型下室（3）、插板阀B（4）、铸型上室（5）；

所述铸型上室（5）与铸型下室（3）通过插板阀B（4）隔开，铸型上室（5）内设有水冷盘（8），在液压动力系统（Ⅳ）的作用下带动铸型（9）上下移动；

所述铸型下室（3）与熔炼室（1）通过插板阀A（2）隔开，铸型下室（3）内设加热器（10）、防跑火接盘（11）、压板（12）和升降柱（14）；压板（12）上方与防跑火接盘（11）连接，下方与4根可同步移动的升降柱（14）连接；所述熔炼室（1）内设有液压驱动的可以水平移动的熔炼小车（6），熔炼小车（6）内设有氧化铝坩埚（7），小车驱动轴内设有惰性气体管，外壁上部分内通冷却水，上沿内置一圈密封垫圈（MS）；所述加热器（10）采用电阻三段加热，每段可单独进行温控；

具体铸造步骤如下：

1）熔炼：将高温合金母合金棒加入到氧化铝坩埚（7）内，关闭熔炼室门并抽真空，打开感应熔炼电源将高温合金熔化，精炼至1550～1600℃，然后将合金液温度降至1380～1450℃下并保温；

2）安装铸型和升液管（13）：打开铸型上室（5），通过定位工装将预热至900～1100℃陶瓷铸型浇口朝下安装在水冷盘（8）上，并用耐高温卡板（8a）将铸型底部和水冷盘（8）固定在一起；打开铸型下室（3），在压板（12）中心孔处放置陶瓷垫圈Ⅰ（CS1），然后通过定位工装将预热至900～1100℃的升液管（13）插入压板中心孔内，并在升液管（13）法兰上面放置陶瓷垫圈Ⅱ（CS2）；迅速关闭铸型上室（5）和铸型下室（3）炉门并抽真空；

3）移动铸型加热器、铸型和熔炼小车：将加热器（10）移动到距压板（12）上方，然后打开铸型室中间插板阀B（4），将铸型（9）移动到加热器（10）内，迅速加热铸型（9）到1250～1350℃；打开熔炼室（1）和铸型下室（3）间的插板阀A（2），驱动熔炼小车（6）进入铸型下室（3），然后压板（12）带动升液管（13）向下移动，升液管（13）插入高温合金液内；压板（12）在升降柱（14）的液压驱动力下与熔炼小车（6）的外壁形成一个密闭空间；铸型（9）和加热器（10）同步下移至距压板（12）上方5mm处；水冷盘8在液压压力P0作用下保压，实现铸型（9）底部和水冷盘（8）、铸型（9）浇口和升液管（13）以及压板（12）和升液管（13）间的密封；

4）充型：打开惰性气体气源（Ⅲ），惰性气体通过惰性气体源A出口进入熔炼小车（6）和压板（12）间的密闭空间，调节坩埚合金液上方惰性气体压力P1，金属液在P1气压下通过升液管（13）进入铸型（9）中；

5）热控顺序凝固：将加热器（10）向下移动，调节水冷盘液压压力P0和坩埚合金液上方惰性气体压力P1，使P0-P1的压差为0.1MPa；加热器（10）脱离铸型（9）后，立即关闭该段的加热，当加热器（10）全部脱离铸型（9）后，停止运动；

6）当铸件完全凝固后，关闭惰性气体气源（Ⅲ），关闭升降柱（14）和水冷盘（8）液压向下驱动力，使压板（12）内外压力平衡，升液管（13）和铸型浇口中未凝固合金液回流至氧化铝坩埚（7）内；提升铸型（9）至铸型上室（5），提升加热器（10）和压板（12）至初始位置，退回熔炼小车（6）至熔炼室（1）内，关闭插板阀A（2）和插板阀B（4）；

7）将铸型上室（5）破真空，打开铸型上室（5）门，通过定位工装取出铸型（9），冷却后脱模得到铸件，将铸型下室（3）破真空，打开铸型下室（3）门，通过定位工装取出升液管（13）和陶瓷垫圈，关闭铸型室炉门。

2.根据权利要求1所述的复杂结构高温合金件的精密铸造方法，其特征在于：所述加热器（10）上方设有辐射挡板（DF），加热器（10）连接伺服电机（10a）和滚珠丝杠（10b）实现匀速或变速上下移动。

3.根据权利要求1所述的复杂结构高温合金件的精密铸造方法，其特征在于：所述水冷盘（8）为液压驱动，通过压力传感器实现压力的实时调节；水冷盘（8）内部为中空结构，可通冷却水；水冷盘（8）盘底加工有沿圆周均布的3个卡槽和耐高温卡板（8a）；所述耐高温卡板（8a）上安装有耐高温陶瓷纤维垫（CF），通过气动装置（8b）将铸型（9）固定在水冷盘（8）上。

4.根据权利要求1所述的复杂结构高温合金件的精密铸造方法，其特征在于：所述压板（12）具有“凸”字形状，其内外表面均粘贴一层隔热的保温棉，中心预留孔洞安放升液管（13）。

5.根据权利要求1所述的复杂结构高温合金件的精密铸造方法，其特征在于：所述压板（12）由耐热钢板或者钼板加工而成。

6.根据权利要求3所述的复杂结构高温合金件的精密铸造方法，其特征在于：所述耐高温卡板（8a）由耐热钢板或者钼板加工而成。

7.根据权利要求1所述的复杂结构高温合金件的精密铸造方法，其特征在于：所述步骤4）中坩埚合金液上方惰性气体压力P1调节为0.08～0.15MPa。

8.根据权利要求1所述的复杂结构高温合金件的精密铸造方法，其特征在于：所述加热器（10）的移动速度设置为60～120mm/min。

9.根据权利要求1所述的复杂结构高温合金件的精密铸造方法，其特征在于：所述步骤5）中坩埚合金液上方惰性气体压力P1调节为0.15～0.25MPa。

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