CN112537950A - 一种高温合金夹渣过滤网和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及精密铸造和材料制备领域，具体为一种高温合金夹渣过滤网和应用。首先，选择过滤网原材料为刚玉粉、二氧化硅、碳粉和硅溶胶等，刚玉粉包含粒度20～80目的刚玉粉和粒度200～1000目的刚玉粉。然后，将两种粒度的刚玉粉混合均匀；加入碳粉，混制均匀；加硅溶胶调和均匀。经过冷静压成型、真空热烧结强化、打磨清理等步骤制成高温强度在30～100MPa的过滤网，把过滤网安放到浇注系统中。最后，在铸造工艺下浇注合金液，浇注温度在1350～1550℃之间，浇注时间3～60s，冷却后，检验O、N和S成分，验证过滤网的有效性。本发明适用于所有金属材料的铸造过程，特别适用于较高温度的浇注过程。

Description

一种高温合金夹渣过滤网和应用
技术领域：
本发明涉及精密铸造和材料制备领域，具体为一种高温合金夹渣过滤网和应用
背景技术：
夹渣是铸造零件中主要缺陷之一，因夹渣而导致铸件合格率严重大面积下降，是目前一些精密铸件铸造过程主要问题之一，尤其是高温浇注的铸件，对坩埚咬蚀严重，导致陶瓷剥落，侵入性合金液中，形成夹渣。夹渣去除成为二次重熔浇注的产品首要问题，尤其超高温浇注时，铸件中形成夹渣的几率增加。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种高温合金夹渣过滤网和应用，能够解决高温浇注过程的夹渣问题，适用于所有金属材料的铸造过程，特别适用于超高温浇注过程。
本发明的技术方案是：
一种高温合金夹渣过滤网，选择过滤网原材料为刚玉粉、二氧化硅粉、碳粉和硅溶胶，按质量百分比计，刚玉粉含量80～90％，二氧化硅粉1～5％，碳粉1～10％，硅溶胶10～20％。
所述的高温合金夹渣过滤网，刚玉粉中，粒度20～80目的刚玉粉占总刚玉粉的40～60％，其余为粒度200～1000目的刚玉粉；二氧化硅粉粒度320目，碳粉粒度320目。
所述的高温合金夹渣过滤网，先将两种粒度的刚玉粉，混合均匀；再加入碳粉，混制均匀；最后加硅溶胶，调和均匀；经过冷静压成型、真空热烧结强化、打磨清理制成过滤网。
所述的高温合金夹渣过滤网，在室温下进行冷静压成型，压力200～800MPa。
所述的高温合金夹渣过滤网，过滤网的高温强度在30～100MPa。
所述的高温合金夹渣过滤网的应用，将过滤网安放到浇注系统中，浇口杯底部中间放置过滤网，过滤网厚度10～50mm，直径30～100mm。
所述的高温合金夹渣过滤网的应用，在铸造工艺下浇注合金液，浇注温度在1350～1550℃之间，浇注时间3～60s。
所述的高温合金夹渣过滤网的应用，该过滤网适用于所有金属材料的铸造过程，特别适用于高温浇注过程。
本发明的设计思想是：
夹渣去除成为二次重熔浇注的产品首要问题，尤其超高温浇注时，一般过滤网，如：氧化镁质、石墨质的强度、承温能力和抗热冲蚀性能都不够。本发明的过滤网是一种高温稳定性强的过滤网，能够解决超高温浇注过程的夹渣问题。
本发明的优点及有益效果是：
1.本发明可以直接应用于生产实际，具有很大的实用性和可控性，有利于提高零件的质量和性能。
2.本发明应用于所有能流动的合金液体材料的精密铸造，特别适用于高温浇注过程。
附图说明：
图1为不用过滤网的铸件中夹渣的形貌图。
具体实施方式：
在具体实施过程中，本发明高温合金夹渣过滤网和应用如下：
首先，选择过滤网原材料为刚玉粉、二氧化硅粉、碳粉和硅溶胶等，按质量百分比计，刚玉粉含量等于或大于80％、二氧化硅粉小于或等于5％、碳粉小于或等于10％、硅溶胶等于或大于10％；刚玉粉中，粒度20～80目的刚玉粉占总刚玉粉的40～60％，其余为粒度200～1000目的刚玉粉，采用两种粒度的刚玉粉作用是为了降低过滤网的成本；二氧化硅粉粒度320目，碳粉粒度320目。
然后，将两种粒度的刚玉粉混合均匀；加入碳粉，混制均匀；加硅溶胶调和均匀。在室温、压力200～800MPa条件下，经过冷静压成型、真空热烧结强化、打磨清理等步骤制成过滤网，过滤网在1500～1650℃的高温强度在30～100MPa。在应用过滤网时，把过滤网安放到浇注系统中，如：浇口杯底部中间放置过滤网，过滤网厚度10～50mm，直径30～100mm。
最后，在铸造工艺下浇注合金液，浇注温度在1350～1550℃之间，浇注时间3～60s，冷却后，检验O、N和S成分，对比浇注合金液，验证过滤网的有效性。
下面，通过实施例和附图对本发明进一步详细阐述。
实施例1
本实施例中，高温合金牌号为K465，高温合金夹渣过滤网的制备过程如下：
选择过滤网原材料为刚玉粉、二氧化硅粉、碳粉和硅溶胶等，其中：刚玉粉含量85％、二氧化硅粉2％、碳粉2％、硅溶胶11％(质量百分比)；刚玉粉中，粒度20～80目的刚玉粉占总刚玉粉的40wt％，其余为粒度200～1000目的刚玉粉；二氧化硅粉粒度320目，碳粉粒度320目。
将两种粒度的刚玉粉混合均匀；加入碳粉，混制均匀；加硅溶胶调和均匀。在室温、压力200MPa条件下，经过冷静压成型、真空热烧结强化、打磨清理等步骤制成高温强度在80MPa的过滤网，把过滤网安放到浇注系统中。在相同铸造工艺下，向加过滤网和不加过滤网的型壳中浇注合金液，浇注温度都在1550℃，浇注时间都是3s，冷却。检验O、N和S成分。
实施结果显示：不用过滤网的铸件中含有较多夹渣，见图1，O、N和S含量低；应用过滤网的铸件中夹渣很少，O、N和S含量高，见表1。
表1实施例1不用过滤网和使用过滤网的铸件中O、N和S含量对比
元素 O N S
质量百分含量％(不加过滤网的) 0.04 0.0015 0.008
质量百分含量％(加过滤网的) 0.002 0.0008 0.003
实施例2
本实施例中，高温合金牌号为K418，高温合金夹渣过滤网的制备过程如下：
选择过滤网原材料为刚玉粉、二氧化硅粉、碳粉和硅溶胶等，其中，刚玉粉含量80％、二氧化硅粉3％、碳粉5％、硅溶胶12％(质量百分比)；刚玉粉中，粒度20～80目的刚玉粉占总刚玉粉的50wt％，其余为粒度200～1000目的刚玉粉；二氧化硅粉粒度320目，钨粉粒度320目。
将两种粒度的刚玉粉混合均匀；加入碳粉，混制均匀；加硅溶胶调和均匀。在室温、压力600MPa条件下，经过冷静压成型、真空热烧结强化、打磨清理等步骤制成高温强度在60MPa的过滤网，把过滤网安放到浇注系统中。在相同铸造工艺下，向加过滤网和不加过滤网的型壳中浇注合金液，浇注温度都在1450℃，浇注时间都是35s，冷却。检验O、N和S成分。
实施结果显示：不用过滤网的铸件中含有较多夹渣，O、N和S含量低；应用过滤网的铸件中夹渣很少，O、N和S含量高，见表2。
表2实施例2不用过滤网和使用过滤网的铸件中O、N和S含量对比
元素 O N S
质量百分含量％(不加过滤网的) 0.065 0.0085 0.08
质量百分含量％(加过滤网的) 0.002 0.0022 0.0096
实施例结果表明，本发明高温合金夹渣过滤网和应用，不仅提高铸件质量和性能水平，而且显著地缩短制造周期，降低成本，具有长远的应用前景和较高的经济效益。因此，适用于所有金属材料的铸造过程，特别适用于金属材料的高温浇注过程。

Claims (8)

1.一种高温合金夹渣过滤网，其特征在于，选择过滤网原材料为刚玉粉、二氧化硅粉、碳粉和硅溶胶，按质量百分比计，刚玉粉含量80～90％，二氧化硅粉1～5％，碳粉1～10％，硅溶胶10～20％。
2.按照权利要求1所述的高温合金夹渣过滤网，其特征在于，刚玉粉中，粒度20～80目的刚玉粉占总刚玉粉的40～60％，其余为粒度200～1000目的刚玉粉；二氧化硅粉粒度320目，碳粉粒度320目。
3.按照权利要求2所述的高温合金夹渣过滤网，其特征在于，先将两种粒度的刚玉粉，混合均匀；再加入碳粉，混制均匀；最后加硅溶胶，调和均匀；经过冷静压成型、真空热烧结强化、打磨清理制成过滤网。
4.按照权利要求3所述的高温合金夹渣过滤网，其特征在于，在室温下进行冷静压成型，压力200～800MPa。
5.按照权利要求3所述的高温合金夹渣过滤网，其特征在于，过滤网的高温强度在30～100MPa。
6.一种权利要求1至5之一所述的高温合金夹渣过滤网的应用，其特征在于，将过滤网安放到浇注系统中，浇口杯底部中间放置过滤网，过滤网厚度10～50mm，直径30～100mm。
7.按照权利要求6所述的高温合金夹渣过滤网的应用，其特征在于，在铸造工艺下浇注合金液，浇注温度在1350～1550℃之间，浇注时间3～60s。
8.按照权利要求6所述的高温合金夹渣过滤网的应用，其特征在于，该过滤网适用于所有金属材料的铸造过程，特别适用于高温浇注过程。
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