一种适宜叶片的金属零件精密铸造方法技术

本发明专利技术涉及一种适宜叶片的金属零件精密铸造方法。是按照以下步骤进行:模具制造，原料熔炼，离心铸造，切边和喷砂，热等静压。本发明专利技术通过专门的设计的模具，使得模具符合尺寸精度要求高的各类叶片的精密铸造的特定需求；通过离心铸造参数的设定，使得内部缺陷得到很好的消除；通过二次成型和二次冷却，使得铸件内部组织均匀稳定，内部缺陷得到非常好的消除，并且保证了表面缺陷的良好的消除率；热等静压参数的设定使得内部微观组织更加均匀，能滿足尺寸精度要求高的各类金属叶片的精密铸造要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于精密铸造
，尤其是涉及一种适用于尺寸精度要求高的各类金属叶片的精密铸造方法。
技术介绍
在众多的铸造工艺方法中，熔模精密铸造所具有的竞争力最全面：尺寸精度高、表面质量好，可用于多种合金、生产批量灵活。正因为如此，熔模精密铸造铸件几乎覆盖了工业生产的所有领域，成为重要的金属零件成型手段。采用熔模精密铸造工艺制备TiAl基合金构件，特别是形状复杂的构件，可得到无余量或近无余量的精密复杂构件，大幅度减少金属损耗，提高材料的利用率，减少大量机加工工时，大幅度降低生产成本。目前使用较多的钛合金精密铸造用型壳，大致可分为：石墨型壳、钨面层陶瓷型壳、氧化物陶瓷型壳等。但是由于模具形成方式的不足以及铸造过程的参数设计不合理，导致成型后的零件表面和内部缺陷均比较多。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种尤其适宜叶片的金属零件精密铸造方法，可大幅度减少金属损耗，提高材料的利用率，并保证了叶片表面缺陷的良好消除率。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种适宜叶片的金属零件精密铸造方法，其特征在于按照以下步骤进行:模具制造，原料熔炼，离心铸造，切边和喷砂，热等静压；所述模具制造的步骤为:将熔模浸入到面层涂料中沾浆取出，然后进行面层的撒砂、干燥，得到模壳，将模壳放入加热炉中，在温度为400～500℃保温2.5～3h，然后继续升温为800～900℃，保温2.5～3h，继续升温为1000～1100℃，保温2.5～3h，然后随炉冷却到室温，得到模具；所述原料熔炼的步骤为:先采用惰性气体对坩埚熔炼室进行4～6次的冲洗，最终保持坩埚熔炼室的真空度为10-5～10-3mbar，待熔炼的原材料为纯铝、铌化铝、纯碳和海绵钛，放入坩埚熔炼室进行熔炼；所述离心铸造的步骤为:两次冷却，两次成型；第一次冷却的步骤为，出炉空冷，将型芯溶出后，清洗零件并烘干；第二次成型的步骤为，将第一次冷却后得到的铸件放入预热到800～900℃的模具中，然后在加热炉内加热到1100～1150℃，然后进行离心铸造，离心转速为310rpm，浇铸时间为6～10s；第二次冷却的步骤为，出炉空冷；所述切边和喷砂的步骤为，采用机械方法清除型壳，将浇铸系统切除，用高压水切掉工艺边，进行喷砂处理；所述热等静压的温度为950～990℃，热等静压的压力为100～180MPa，保压时间为3～6小时。所述的惰性气体对坩埚熔炼室进行4～8次的冲洗为，先将坩埚熔炼室抽真空至10-5～10-3mbar，然后充入氩气至10～14mbar，然后再抽真空至10-5～10-3mbar，如此反复共4～6次。所述金属叶片的材质为钛铝合金，所述钛铝合金的组成按重量百分比为40～45%的铝、3～4.5%的铌、0.2～0.6%的碳，余量为钛和不可避免的杂质。本专利技术的优点及积极效果是：通过专门设计的模具，使得模具符合尺寸精度要求高的各类叶片的精密铸造的特定需求；通过离心铸造参数的设定，使得内部缺陷得到很好的消除；通过二次成型和二次冷却，使得铸件内部组织均匀稳定，内部缺陷得到非常好的消除，并且保证了表面缺陷的良好的消除率；热等静压参数的设定使得内部微观组织更加均匀，能滿足尺寸精度要求高的各类金属叶片的精密铸造要求。具体实施方式实施例1模具制造的步骤为:将熔模浸入到面层涂料中沾浆取出，然后进行面层的撒砂、干燥，得到模壳，将模壳放入加热炉中，在温度为400～450℃保温2.5h，然后继续升温为800～900℃，保温2.5h，继续升温为1000～1050℃，保温3h，然后随炉冷却到室温，得到模具；原料熔炼的步骤为:先采用惰性气体对坩埚熔炼室进行4次的冲洗，即先将坩埚熔炼室抽真空至10-5～10-3mbar，然后充入氩气至10～14mbar，然后再抽真空至10-5～10-3mbar，如此反复4次。最终保持坩埚熔炼室的真空度为10-5mbar，待熔炼的原材料为纯铝、铌化铝、纯碳和海绵钛，放入坩埚熔炼室进行熔炼；离心铸造的步骤为:两次冷却，两次成型；第一次冷却的步骤为，出炉空冷，将型芯溶出后，清洗零件并烘干；第二次成型的步骤为，将第一次冷却后得到的铸件放入预热到800～900℃的模具中，然后在加热炉内加热到1100～1150℃，然后进行离心铸造，离心转速为310rpm，浇铸时间为6s；第二次冷却的步骤为，出炉空冷；切边和喷砂的步骤为，采用机械方法清除型壳，将浇铸系统切除，用高压水切掉工艺边，进行喷砂处理；热等静压的温度为950～990℃，热等静压的压力为100MPa，保压时间为6小时。金属叶片的材质为钛铝合金，钛铝合金的组成按重量百分比为40%的铝、4.5%的铌、0.2%的碳，余量为钛和不可避免的杂质。实施例2：模具制造的步骤为:将熔模浸入到面层涂料中沾浆取出，然后进行面层的撒砂、干燥，得到模壳，将模壳放入加热炉中，在温度为450～500℃保温3h，然后继续升温为800～900℃，保温3h，继续升温为1050～1100℃，保温2.5h，然后随炉冷却到室温，得到模具；原料熔炼的步骤为:先采用惰性气体对坩埚熔炼室进行6次的冲洗，即先将坩埚熔炼室抽真空至10-5～10-3mbar，然后充入氩气至10～14mbar，然后再抽真空至10-5～10-3mbar，如此反复6次。最终保持坩埚熔炼室的真空度为10-3mbar，待熔炼的原材料为纯铝、铌化铝、纯碳和海绵钛，放入坩埚熔炼室进行熔炼；离心铸造的步骤为:两次冷却，两次成型；第一次冷却的步骤为，出炉空冷，将型芯溶出后，清洗零件并烘干；第二次成型的步骤为，将第一次冷却后得到的铸件放入预热到800～900℃的模具中，然后在加热炉内加热到1100～1150℃，然后进行离心铸造，离心转速为310rpm，浇铸时间为10s；第二次冷却的步骤为，出炉空冷；切边和喷砂的步骤为，采用机械方法清除型壳，将浇铸系统切除，用高压水切掉工艺边，进行喷砂处理；热等静压的温度为950～990℃，热等静压的压力为180MPa，保压时间为3小时。金属叶片的材质为钛铝合金，钛铝合金的组成按重量百分比为45%的铝、3%的铌、0.6%的碳，余量为钛和不可避免的杂质。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适宜叶片的金属零件精密铸造方法，其特征在于按照以下步骤进行:模具制造，原料熔炼，离心铸造，切边和喷砂，热等静压；所述模具制造的步骤为:将熔模浸入到面层涂料中沾浆取出，然后进行面层的撒砂、干燥，得到模壳，将模壳放入加热炉中，在温度为400 ～ 500℃保温2.5 ～3h，然后继续升温为800 ～900℃，保温2.5 ～3h，继续升温为1000 ～ 1100℃，保温2.5 ～3h，然后随炉冷却到室温，得到模具；所述原料熔炼的步骤为:先采用惰性气体对坩埚熔炼室进行4～6次的冲洗，，最终保持坩埚熔炼室的真空度为10‑5 ～10‑3mbar ，待熔炼的原材料为纯铝、铌化铝、纯碳和海绵钛，放入坩埚熔炼室进行熔炼；所述离心铸造的步骤为:两次冷却，两次成型；第一次冷却的步骤为，出炉空冷，将型芯溶出后，清洗零件并烘干；第二次成型的步骤为，将第一次冷却后得到的铸件放入预热到800 ～ 900℃的模具中，然后在加热炉内加热到1100 ～ 1150℃，然后进行离心铸造，离心转速为310rpm， 浇铸时间为6 ～10s ；第二次冷却的步骤为，出炉空冷；所述切边和喷砂的步骤为，采用机械方法清除型壳，将浇铸系统切除，用高压水切掉工艺边，进行喷砂处理；所述热等静压的温度为950～990℃，热等静压的压力为100～180MPa，保压时间为3 ～ 6 小时。...

【技术特征摘要】
1.一种适宜叶片的金属零件精密铸造方法，其特征在于按照以下步骤进行:模具制造，原料熔炼，离心铸造，切边和喷砂，热等静压；所述模具制造的步骤为:将熔模浸入到面层涂料中沾浆取出，然后进行面层的撒砂、干燥，得到模壳，将模壳放入加热炉中，在温度为400～500℃保温2.5～3h，然后继续升温为800～900℃，保温2.5～3h，继续升温为1000～1100℃，保温2.5～3h，然后随炉冷却到室温，得到模具；所述原料熔炼的步骤为:先采用惰性气体对坩埚熔炼室进行4～6次的冲洗，，最终保持坩埚熔炼室的真空度为10-5～10-3mbar，待熔炼的原材料为纯铝、铌化铝、纯碳和海绵钛，放入坩埚熔炼室进行熔炼；所述离心铸造的步骤为:两次冷却，两次成型；第一次冷却的步骤为，出炉空冷，将型芯溶出后，清洗零件并烘干；第二次成型的步骤为，将第一次冷却后得到的铸件放入预热到800～900℃的模具中，然后在加热炉内...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥宇，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45