CN217617592U - 一种钛合金石墨型铸造模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钛合金石墨型铸造模具，包括底注式浇注系统及在对应铸件具有厚大部位的铸型型腔，底注式浇注系统包括直浇道、横浇道及内浇道，直浇道的出口端与横浇道的入口段相连，横浇道的出口端与内浇道的入口端相连，内浇道的出口端用于与铸型型腔相连通，铸型型腔对应铸件厚大部位设置有用于安装冒口的安装孔，该冒口包括冒口本体及开设在冒口本体内部的型腔，型腔的下端口与冒口本体的下端口相连通，型腔的上端口的宽度大于型腔下端口的宽度，本专利利用冒口导热系数低的性质，提高铸件厚大部位的补缩效果，提高产品的质量，降低铸件后序精整成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及铸造加工技术领域，具体涉及一种钛合金石墨型铸造模具。
背景技术
随着航空、航天、兵器、船舶等领域的飞速发展，对于大型复杂结构的钛合金铸件需求越来越多。国内外钛合金精铸件主要采用的铸造工艺是机加石墨型铸造和熔模精密铸造，这两种铸造工艺都有其局限性。钛合金石墨型铸造工艺，浇注方法通常有顶注式和底注式。实际生产中，采用顶注式浇注时，钛液流动不平稳，由于石墨的激冷作用，往往导致铸件表面产生许多冷隔、流痕等缺陷，为了去除缺陷，需要进行补焊、精整，增加了制造成本。而采用底注式浇注，钛液能够平稳的充满铸型腔体，铸件表面质量可以得到大大改观，但是，采用底注式浇注钛合金铸件，铸件厚大部位补缩比较困难，即使在厚大部位相应石墨铸型上开设冒口腔体，由于石墨导热太快，冒口对厚大部位的补缩效果不佳，最终导致铸件厚大部位产生内部缩孔，影响产品质量。
实用新型内容
为了解决现有问题，本实用新型提供一种钛合金石墨型铸造模具，本专利利用冒口导热系数低的性质，提高铸件厚大部位的补缩效果，提高产品的质量，降低铸件后序精整成本。
本实用新型为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种钛合金石墨型铸造模具，包括底注式浇注系统及在对应铸件具有厚大部位的铸型型腔，底注式浇注系统包括直浇道、横浇道及内浇道，直浇道的出口端与横浇道的入口段相连，横浇道的出口端与内浇道的入口端相连，内浇道的出口端用于与铸型型腔相连通；
铸型型腔对应铸件厚大部位设置有用于安装冒口的安装孔，该冒口包括冒口本体及开设在冒口本体内部的型腔，型腔的下端口与冒口本体的下端口相连通，型腔的上端口的宽度大于型腔下端口的宽度。
进一步的，直浇道沿竖直方向设置，横浇道垂直于直浇道设置。
进一步的，冒口本体的横截面为圆形或矩形。
进一步的，型腔的内壁涂有惰性面层。
进一步的，型腔的顶面和型腔的侧面的连接处采用弧形过渡连接。
有益效果：
本实用新型具有以下有益效果：本专利通过在铸件厚大部位开设冒口，利用特制冒口导热系数低的性质，提高铸件厚大部位的补缩效果，提高产品的质量，降低铸件后序精整成本。
附图说明
图1是钛合金铸件厚大部位未开设冒口的结构示意图；
图2是本实用新型的结构示意图；
图3是本实用新型的冒口的结构示意图；
图示标记，1、冒口本体，2、型腔，3、安装孔，4、铸型型腔， 4a、厚大部位，5、直浇道，6、横浇道，7、内浇道。
具体实施方式
下面结合实施例附图和具体实施例对本实用新型做进一步具体详细的说明，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
一种钛合金石墨型铸造模具，包括底注式浇注系统及在对应铸件具有厚大部位4a的铸型型腔4，底注式浇注系统包括直浇道5、横浇道6及内浇道7，直浇道5沿竖直方向设置，横浇道6垂直于直浇道5设置，直浇道5的出口端与横浇道6的入口段相连，横浇道6的出口端与内浇道7的入口端相连，内浇道7的出口端用于与铸型型腔4相连通，
铸型型腔4对应铸件厚大部位4a设置有用于安装冒口的安装孔3，可根据具体情况选择在铸件厚大部位4a安装不同个数的冒口；该冒口包括冒口本体1及开设在冒口本体1内部的型腔2，型腔2的下端口与冒口本体1的下端口相连通，型腔2的上端口的宽度大于型腔2下端口的宽度。冒口本体1的横截面为圆形或矩形。
型腔2的内壁涂有惰性面层。型腔2的纵截面为V形结构。型腔2的顶面和型腔2的侧面的连接处采用弧形过渡连接。
如图1所示，以某产品为例，该铸件的铸型型腔4两侧存在两处厚大结构，采用底注式浇注，厚大部位极容易产生大的缩孔缺陷，为此需要在厚大部位设置冒口，本实用新型中在厚大部位对应的石墨模具上嵌入特制的冒口，该冒口结构见图3所示，冒口由内腔惰性面层和背部加固层构成，惰性面层采用钛合金熔模铸造面层材料，面层材料粘结剂采用二醋酸锆溶液，面层填料采用80-100目的Y2O3粉，粉液比为2～3.5:1；背部加固层采用硅溶胶为粘结剂，200～300目莫来石粉和16-40目莫来石砂为骨料，冒口在砂型模具中通过捣实成型，并制备惰性面层，最终经过高温焙烧。将制备后特制冒口嵌入石墨型铸造模具铸件厚大部位对应部位，石墨模具结构如图2所示。
一种钛合金铸造用冒口的制备方法，冒口包括型壳及设置在型壳内的型腔，型腔的内壁涂有惰性面层，型腔与型壳间的填充有加固层，型壳的横截面为圆形或矩形，型腔的上端口的宽度大于型腔下端口的宽度，型腔的纵截面为V形结构，型腔的顶面和型腔的侧面的连接处采用弧形过渡连接，型腔的横截面为圆形，冒口的制备方法包括以下制备步骤：
步骤一、利用制图软件设计冒口数模，根据数模设计制备冒口蜡模原样的压型模具和以冒口为模样的砂型模具；
步骤二、在压蜡机上压制冒口蜡模原样，进行修整待用；
步骤三、将冒口蜡模原样与砂型模具进行组合；
步骤四、制备冒口本体的物料，具体物料为：将莫来石粉和莫来石砂按照1:3～5的质量比进行称取混合，添加混合料总质量的8～15%的硅溶胶，将混合料和硅溶胶进行充分混合，得背层物料；
步骤五、制备冒口坯体，将混合好的背层物料填充到砂型模具中，并进行捣实，顶面抹平；
步骤六、将步骤五中的冒口坯体带模具置于室内22~28℃的条件下干燥5~10h，干燥后脱除砂型模具得到冒口坯体；
步骤七、将步骤六中的冒口坯体在焙烧炉内进行200～300℃的加热脱蜡，脱蜡时间20~30min；
步骤八、将步骤七处理过的冒口坯体再次置于焙烧炉内进行600～700℃的低温焙烧，保温时间30~40min，低温烧结后冒口坯体进行表面修整，待用；
步骤九、制备冒口的惰性面层涂料，将二醋酸锆和蒸馏水按照3.5～5:1的质量比进行混合制得惰性面层涂料的粘结剂，然后将氧化钇和粘结剂按照粉液质量比2～3.5:1进行混合制备惰性面层涂料；
步骤十、将惰性面层涂料灌入冒口坯体中，操作2~3次，保证形成不少于0.5mm的面层，并在冒口端面涂刷0.4~0.6mm的惰性面层涂料，在室内22~28℃的条件下进行20～30min的干燥；
步骤十一、干燥后冒口置于焙烧炉内进行不少于1000℃的高温烧结，焙烧后经过修正得到冒口成品；
步骤十二、加工本专利的石墨模具，在模具待放置冒口部位按照冒口外形尺寸加工出凹槽-即本专利的安装孔，并将石墨模具进行真空除气处理；
步骤十三、将制备好的冒口嵌入石墨模具的安装孔中，与其他石墨模具进行组装，在真空自耗电极凝壳炉内进行熔炼浇注。
采用上述冒口进行钛合金产品石墨型工艺铸造，使用前后，铸件相同厚大部位处缩孔数量及大小见下表1所示：
表1
本专利中通过在铸件厚大部位安装有冒口，可以提高铸件厚大部位的补缩效果，消除铸件厚大部位80%缩孔，缩孔大小减少了90%，提高产品的质量，降低铸件后序精整成本。
除上述实施例外，本实用新型装置还可以有其他型式，应当指出，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种钛合金石墨型铸造模具，包括底注式浇注系统及在对应铸件具有厚大部位的铸型型腔，其特征在于：底注式浇注系统包括直浇道、横浇道及内浇道，直浇道的出口端与横浇道的入口段相连，横浇道的出口端与内浇道的入口端相连，内浇道的出口端用于与铸型型腔相连通；
铸型型腔对应铸件厚大部位设置有用于安装冒口的安装孔，该冒口包括冒口本体及开设在冒口本体内部的型腔，型腔的下端口与冒口本体的下端口相连通，型腔的上端口的宽度大于型腔下端口的宽度。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金石墨型铸造模具，其特征在于：直浇道沿竖直方向设置，横浇道垂直于直浇道设置。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金石墨型铸造模具，其特征在于：冒口本体的横截面为圆形或矩形。
4.根据权利要求1所述的一种钛合金石墨型铸造模具，其特征在于：型腔的内壁涂有惰性面层。
5.根据权利要求1所述的一种钛合金石墨型铸造模具，其特征在于：型腔的顶面和型腔的侧面的连接处采用弧形过渡连接。
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Cited By (1)
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| CN117282922A (zh) * | 2023-09-23 | 2023-12-26 | 河北北方铸业有限公司 | 一种铸件非接触热补贴的工艺 |
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2021
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