一种复杂型腔结构钛合金铸件精密铸造方法技术

本发明专利技术公开了一种复杂型腔结构钛合金铸件精密铸造方法，主要采用数控加工石墨铸型、数控加工低碳钢金属型芯、并对其表面进行等离子喷涂高化学稳定性涂层、真空自耗电极电弧凝壳熔炼炉真空离心铸造相复合的铸造工艺，进行复杂型腔钛合金过流部件精密成型的精密铸造新工艺。通过利用金属型芯较好的保温性能和表面涂层，可以减少铸型表面的冷隔和流痕缺陷，并且金属型芯的尺寸精度高，可以有效保证铸件复杂型腔的尺寸精度，提供了一种高尺寸精度控制、高内部质量、高表面质量、高性能、短工期、低成本的钛合金精密铸造方法。

A precision casting method for titanium alloy castings with complex cavity structure

【技术实现步骤摘要】
一种复杂型腔结构钛合金铸件精密铸造方法
本专利技术属于铸造工艺领域，涉及一种复杂型腔结构钛合金铸件精密铸造方法，具体说是一种将石墨铸型、金属型芯、真空自耗电极电弧凝壳熔炼离心铸造技术复合的精密铸造成型技术。
技术介绍
目前钛合金铸件主要采用熔模精密铸造工艺和机械加工石墨铸型铸造工艺两种铸造方法。其中熔模精密铸造工艺适合尺寸精度高、表面质量要求高、大批量等铸件的铸造。石墨铸型工艺适合力学性能高、承压高、小批量，铸件结构相对简单的铸件生产。针对某液体发动机核心过流钛合金部件具有复杂型腔结构，主要由复杂扭曲流道和三维变曲面叶片复合构成，并且流道存在狭小(最小处仅5mm)的部位，铸件型腔和结构需要整体铸造一体成型。铸件内部质量和表面质量要求达到GJB2896A-2007规定Ⅰ类B级标准。如果单独采用传统石墨铸型工艺方法进行生产，将无法达到铸件表面质量和尺寸精度要求，同时，石墨型芯铸造完成后无法清理，会产生大量多余物，无法满足使用要求。如果单独采用熔模精密铸造工艺方法进行生产，由于铸件需要整体铸造，并且型腔复杂，无法完成型壳制备，并且容易产生大量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复杂型腔结构钛合金铸件精密铸造方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)制作石墨铸型外皮：利用数控加工中心制作工艺图，然后按照工艺图机械加工制作石墨铸型外皮；/n(2)加工金属型芯：利用数控加工中心制作工艺图，然后按照工艺图机械加工制作金属型芯；/n(3)等离子喷涂铸型表面：利用等离子喷涂技术，将耐火涂层粉料喷涂到步骤(1)石墨铸型表面和步骤(2)金属型芯表面；/n(4)真空除气：将步骤(3)处理后的石墨铸型外皮和金属型芯放置于真空除气炉中，抽真空到≤5×10

【技术特征摘要】
1.一种复杂型腔结构钛合金铸件精密铸造方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)制作石墨铸型外皮：利用数控加工中心制作工艺图，然后按照工艺图机械加工制作石墨铸型外皮；
(2)加工金属型芯：利用数控加工中心制作工艺图，然后按照工艺图机械加工制作金属型芯；
(3)等离子喷涂铸型表面：利用等离子喷涂技术，将耐火涂层粉料喷涂到步骤(1)石墨铸型表面和步骤(2)金属型芯表面；
(4)真空除气：将步骤(3)处理后的石墨铸型外皮和金属型芯放置于真空除气炉中，抽真空到≤5×10-1Pa，加热到840～860℃，，保温2小时后炉冷到30℃～200℃出炉；
(5)铸型组合：将步骤(4)处理后的石墨铸型外皮和金属型芯进行装配组合；
(6)熔炼浇铸：将步骤(5)组合好的铸型放置于真空自耗电极电弧凝壳熔炼炉中，启动真空泵，抽真空至≤10-1Pa后，进行熔炼，然后采用真空离心浇注工艺向铸型内浇注钛合金液体；
(7)金属型芯酸洗：将步骤(6)铸造完成后的铸件进行型芯去除，首先将铸件石墨外皮用机械方法进行去除，然后对铸件表面进行喷砂处理，将喷砂处理后的铸件放置于酸液中进行溶解，得到复杂型腔结构钛合金铸件。


2.根据权利要求1所述的复杂型腔结构钛合金铸件精密铸造方法，其特征在于：所述步骤(3)中耐火涂层通过以下方法制得：将氧化钇粉、氧化钙粉、氧化锆粉混合均匀后球磨3小时得到混合粉料；采用高温电弧熔炼方法对所得混合粉料进行高温烧结，烧结温度1800℃～3000℃，烧结后再进行球化造粒，制得45μm耐火涂层粉料。


3.根据权利要求1所述的复杂型腔结构钛合金铸件精密铸造方法，其特征在于：所述步骤(3)中耐火涂层涂料涂层厚度控制在0.15～0...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄延春，赵军，史昆，刘时兵，任亚飞，杨海涛，王彦鹏，
申请(专利权)人：沈阳铸造研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21