RU2012120709A

RU2012120709A - Литье удлиненных изделий

Info

Publication number: RU2012120709A
Application number: RU2012120709/02A
Authority: RU
Inventors: Аксель ЛУККОВ; Кевин Фрэнсис КЭРРОЛЛ; Фредерик ДАРТИГ
Original assignee: Сосьете Эропеен Де Текноложи Дю Титан Э Дез Алльяж Спесьо Са.
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2013-11-27
Also published as: GB0921654D0; US20120207611A1; CN102869465A; GB0918457D0; WO2011048423A1; EP2490844A1

Abstract

1. Компонент, содержащий аэродинамический профиль турбины из алюминида титана, полученный литьем в песчаные формы и имеющий длину более 200 мм.2. Компонент по п.1, имеющий длину по меньшей мере 400 мм, предпочтительно более 500 мм.3. Компонент по п.1 или 2, содержащий сплав, который является одним из:Ti-46Al-8Nb (ат.%),Ti-45Al-2Nb-2Mn (ат.%) илиTi46Al8Ta (ат.%).4. Компонент, содержащий колесо турбины турбокомпрессора из алюминида титана, полученное литьем в песчаные формы, диаметром более 200 мм.5. Компонент по п.4, содержащий сплав, который является одним из:Ti-46Al-8Nb (ат.%),Ti-45Al-2Nb-2Mn (ат.%) илиTi46Al8Ta (ат.%).6. Способ производства компонента по любому из пп.1-5, причем упомянутый способ содержит этапы:обеспечения расплава алюминида титана;обеспечения холодной формы для литья в песчаные формы;установки формы и расплава в камеру с вакуумом или с инертной атмосферой;вращения формы на расстоянии от оси вращения для создания искусственной силы гравитации во всех частях формы величиной по меньшей мере 20g (предпочтительно 50g) (то есть ускорения, по меньшей мере эквивалентного вращению 120 об/мин на радиусе 1,2 м, предпочтительно при 150 об/мин на 1,5 м);заливки расплава вдоль упомянутой оси вращения в канал, который направляет расплав к радиусу, превышающему наибольший радиус любой части формы, причем канал выполнен с возможностью открытия в форму в направлении, противоположном направлению упомянутой искусственной силы гравитации;причем упомянутую заливку производят со скоростью, которая обеспечивает заполнение в форму менее чем за 5 секунд.7. Способ по п.6, в котором песчаная форма содержит покрытый графитом песок, обеспечивающий по меньшей мере одно из:относительно высок�

Claims

1. Компонент, содержащий аэродинамический профиль турбины из алюминида титана, полученный литьем в песчаные формы и имеющий длину более 200 мм.

2. Компонент по п.1, имеющий длину по меньшей мере 400 мм, предпочтительно более 500 мм.

3. Компонент по п.1 или 2, содержащий сплав, который является одним из:

Ti-46Al-8Nb (ат.%),

Ti-45Al-2Nb-2Mn (ат.%) или

Ti46Al8Ta (ат.%).

4. Компонент, содержащий колесо турбины турбокомпрессора из алюминида титана, полученное литьем в песчаные формы, диаметром более 200 мм.

5. Компонент по п.4, содержащий сплав, который является одним из:

Ti-46Al-8Nb (ат.%),

Ti-45Al-2Nb-2Mn (ат.%) или

Ti46Al8Ta (ат.%).

6. Способ производства компонента по любому из пп.1-5, причем упомянутый способ содержит этапы:

обеспечения расплава алюминида титана;

обеспечения холодной формы для литья в песчаные формы;

установки формы и расплава в камеру с вакуумом или с инертной атмосферой;

вращения формы на расстоянии от оси вращения для создания искусственной силы гравитации во всех частях формы величиной по меньшей мере 20g (предпочтительно 50g) (то есть ускорения, по меньшей мере эквивалентного вращению 120 об/мин на радиусе 1,2 м, предпочтительно при 150 об/мин на 1,5 м);

заливки расплава вдоль упомянутой оси вращения в канал, который направляет расплав к радиусу, превышающему наибольший радиус любой части формы, причем канал выполнен с возможностью открытия в форму в направлении, противоположном направлению упомянутой искусственной силы гравитации;

причем упомянутую заливку производят со скоростью, которая обеспечивает заполнение в форму менее чем за 5 секунд.

7. Способ по п.6, в котором песчаная форма содержит покрытый графитом песок, обеспечивающий по меньшей мере одно из:

относительно высокое сопротивление смачиваемости жидким металлом;

относительно высокую теплопроводность, чтобы ускорить охлаждение для уменьшения реакции с формой и образования мелкозернистой структуры; и

относительно инертную атмосферу во время литья для предотвращения реакции с формой, причем все такие сравнения выполнены относительно непокрытого песка.

8. Способ по п.6, в котором температура формы перед литьем лежит между 50°C и 100°C.

9. Способ по п.6, в котором песчаная форма поддерживает керамическую оболочковую форму, которая содержит зоны деформации, чтобы компенсировать значительную скорость усадки при охлаждении литейного сплава.

10. Способ по п.9, в котором упомянутая керамическая оболочковая форма покрыта диоксидом циркония.

11. Способ по п.6, в котором песчаная форма выполнена с регулируемыми прочностью и гибкостью формы.

12. Способ по п.11, в котором форма имеет желобки, в результате чего обрушение формы происходит при усилиях, прикладываемых изделием, превышающих усилия, испытываемые во время литья, но в диапазоне предела упругой деформации отверждаемого литого изделия.

13. Способ по п.6, в котором формы расположены на вращающемся разливном столе до трех метров в диаметре.

14. Способ по п.6, в котором слиток массой до одной тонны плавят в упомянутой камере, чтобы таким образом обеспечить изготовление отливок из алюминида титана требуемого соотношения размера и массы.

15. Способ по п.6, в котором упомянутое плавление осуществляют дуговой плавкой, приводящей к низкому перегреву, и в результате чего плавка протекает между 40 и 60°C выше температуры плавления алюминида титана.

16. Способ по п.7, в котором упомянутый покрытый графитом песок образован из композиции, содержащей по весу:

графит 15-25%,

неорганическое связующее 5-20%,

песок 55-80%.

17. Способ по п.16, в котором упомянутый покрытый графитом песок образован из композиции, содержащей по весу:

графит 18-23%,

неорганическое связующее 7-12%,

песок 65-75%.

18. Способ по п.16, в котором упомянутое связующее содержит по весу от общей композиции:

силикат натрия 3-10%,

вода 5-12%.

19. Способ по п.18, в котором упомянутое связующее содержит по весу от общей композиции:

силикат натрия 4-7%,

вода 3-6%.

20. Способ по п.18 или 19, в котором графит тонко измельчен и смешан с песком и натриево-силикатным связующим сухим смешиванием, после чего добавляется вода и смесь перемешивается роликами во влажном состоянии, чтобы раздробить графит в эмульсию, которая покрывает частицы песка.

21. Способ по п.16, в котором количество связующего изменяется для изменения жесткости смеси после обжига, в результате чего локальные зоны деформации могут быть образованы в форме.

22. Способ по п.16, в котором количество используемого графита изменяется, чтобы изменить теплопроводность смеси, в результате чего скорость охлаждения формы может быть изменена.

23. Способ по п.22, в котором деталь, подлежащая отливке, имеет область тонкого сечения, и теплопроводность формы в этой области уменьшена по сравнению с другой областью детали, подлежащей отливке, которая имеет более толстое сечение.

24. Способ по п.21, в котором деталь, подлежащая отливке, имеет вогнутость значительной длины, содержащую длинную сторону и два конца, и по меньшей мере часть формы между упомянутыми концами содержит смесь с меньшим количеством связующего, чем в других частях формы, в результате чего усадка детали при охлаждении сминает форму между упомянутыми концами, без растрескивания детали.

25. Способ по п.21, в котором деталь, подлежащая отливке, имеет вогнутость значительной длины, содержащую длинную сторону и два конца, и желобки образованы в форме так, чтобы перемычка из песка от конца желобка до длинной стороны детали, подлежащей отливке, была достаточно прочной, чтобы выдержать усилия, сообщаемые во время литья, но не достаточно прочной, чтобы выдержать усилия усадки детали во время охлаждения.