降低高温合金烫璧率和夹杂物含量的复合模管及组模方法技术

本发明专利技术提供了一种降低高温合金烫璧率和夹杂物含量的复合模管及组模方法。本发明专利技术的复合模管，包括外模管与内模管，外模管与内模管均是一体成型，内模管的外壁与外模管的内壁紧密贴合，内模管的顶端与外模管的顶端平齐，外模管的高度大于内模管的高度。组模时，先将内模管套在保温冒口外部，再将镍箔纸卷成一圈紧贴内模管放置。然后石墨底垫嵌入外模管下端，最后将外模管内壁与内模管外壁紧密贴合完成组模，使用铝箔纸将冒口盖住。本发明专利技术操作简单、方便，可降低母合金烫璧率和夹杂物含量，有效提高高温合金母合金的成品率和纯净化水平。提高高温合金母合金的成品率和纯净化水平。提高高温合金母合金的成品率和纯净化水平。

【技术实现步骤摘要】
降低高温合金烫璧率和夹杂物含量的复合模管及组模方法


[0001]本专利技术属于铸造高温合金熔炼
，具体涉及一种降低高温合金烫璧率和夹杂物含量的复合模管及组模方法。

技术介绍

[0002]铸造高温合金是在600℃以上的温度和一定的应力条件下长期服役的一种合金，具有良好的高温强度、优异的抗蠕变、抗腐蚀和抗氧化能力，主要应用于航空发动机和燃气轮机热端部件的制造。目前高温合金浇注过程中存在烫璧现象，严重影响合金的成材率。由于烫璧时合金液将45钢模管熔化，导致烫璧处铁含量高，即使采取打磨烫璧处的处理工艺也不能完全消除铁含量过高带来的不利影响。
[0003]在现有组模方法中，模管为45钢材质空心圆柱体，内径50
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140mm，高度700
‑
1400mm，壁厚15
‑
20mm。组模时先将石墨底垫放置于模管下端，再将保温冒口放入模管上端完成组模。在合金浇注过程中，下列两种情况均会不同程度上造成合金锭的烫璧。一是因溜槽中浇嘴倾斜导致的合金液液柱偏斜，二是因浇注距离过长导致的合金液液柱分散。液柱倾斜会导致合金液持续冲刷模管某一部分，导致该部分模管部分熔化，产生烫璧现象；合金液液柱分散导致合金液提前与模管接触，导致模管部分熔化，产生烫璧现象。
[0004]烫璧导致合金成品率降低，极大地提高了冶炼成本。因此，为降低高温合金的烫璧率，开发一种降低高温合金烫璧率的新型模管及组模方法具有非常重要的工程化意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种降低高温合金烫璧率和夹杂物含量的复合模管及组模方法。采用本专利技术的组模方法及复合模管，液柱倾斜首先接触镍箔纸，不会造成模管管壁的熔化，即使管壁发生部分熔化，由于内模管材质为纯镍，而所浇注高温合金为镍基高温合金，合金中本身镍含量较高，因此管壁部分熔化不会对合金化学成分产生较大影响。因此采用该复合模管及组模方法不仅可以减少烫璧，还可以避免合金中铁元素杂质的引入。
[0006]为实现以上技术目的，本专利技术实施例采用的技术方案是：
[0007]一方面，本专利技术的实施例提供了一种降低高温合金烫璧率和夹杂物含量的复合模管，包括外模管与内模管，所述外模管与内模管均是一体成型，所述内模管的外壁与所述外模管的内壁紧密贴合，所述内模管的顶端与所述外模管的顶端平齐，所述外模管的高度大于所述内模管的高度。
[0008]进一步地，所述外模管与内模管均是空心圆柱体，其中所述外模管的壁厚为15
‑
20mm，所述内模管的壁厚为5
‑
10mm。
[0009]进一步地，所述外模管的长度为700
‑
1400mm；
[0010]所述外模管与内模管的高度差H1－H2为15
‑
50mm，其中，所述外模管的高度为H1，所述内模管的高度为H2。
[0011]进一步地，所述外模管的材质为45钢，所述内模管的材质为纯镍。
[0012]另一方面，本专利技术的实施例提供了一种降低高温合金烫璧率和夹杂物含量的复合模管的组模方法，包括以下步骤：
[0013]步骤S1、将内模管套在保温冒口的外部并吹扫干净；
[0014]步骤S2、将镍箔纸卷成一圈紧贴内模管内壁放置，并吹扫干净；
[0015]步骤S3、将石墨底垫放置于所述外模管底部并吹扫干净；
[0016]步骤S4、将所述外模管的内壁与内模管的外壁贴合，保证所述内模管的顶端与外模管的顶端平齐，并吹扫干净；
[0017]步骤S5、使用铝箔纸将冒口盖住。
[0018]进一步地，所述石墨底垫的厚度为15
‑
50mm，所述石墨底垫的厚度和所述内模管与外模管的高度差H1－H2相等。
[0019]进一步地，所述高温合金为镍基高温合金。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0021]传统组模方法在合金浇注过程中，液柱倾斜会导致合金液持续冲刷45钢模管某一部分，或合金液液柱分散导致合金液提前与模管接触，导致模管部分熔化，产生烫璧现象，使得烫璧处合金化学成分铁含量过高。
[0022]采用本专利技术的组模方法及复合模管，液柱倾斜或分散首先接触镍箔纸，不会造成模管管壁的熔化，即使管壁发生部分熔化，由于内模管材质为纯镍，而所浇注高温合金为镍基高温合金，合金中本身镍含量较高，因此管壁部分熔化不会对合金化学成分产生较大影响。因此采用该复合模管及组模方法不仅可以减少烫璧，还可以避免合金中铁元素杂质的引入。
[0023]合金浇注过程中溜槽中液滴的飞溅和空气中灰尘会在合金中引入夹杂物，本专利技术的组模方法避免了冒口与模管配合过程中耐火材料的脱落，降低了合金中夹杂物的含量，并且冒口上铝箔纸可有效阻挡合金液溜槽喷溅物和空气中灰尘的引入，有效降低高温合金锭的夹杂物含量，提高铸造高温合金纯净化水平。
附图说明
[0024]图1是本专利技术复合模管的剖面结构示意图。
[0025]附图标记说明：1
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铝箔纸；2
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保温冒口；3
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外模管；4
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内模管；5
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镍箔纸；6
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石墨底垫。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0027]实施例1
[0028]如图1所示，一种降低高温合金烫璧率和夹杂物含量的复合模管，包括外模管3与内模管4，其中外模管3与内模管4均是一体成型，内模管4的外壁与外模管3的内壁紧密贴合，内模管4的顶端与外模管3的顶端平齐，外模管3的高度大于内模管4的高度。
[0029]具体地，外模管3的高度为1200mm，内模管4的高度为1180mm。
[0030]外模管3的壁厚为15mm，内模管4的壁厚为10mm。
[0031]外模管3的材质为45钢，内模管4的材质为纯镍。
[0032]上述降低高温合金烫璧率和夹杂物含量的复合模管的组模方法，包括以下步骤：
[0033]步骤S1、将内模管4套在保温冒口2的外部并吹扫干净；
[0034]步骤S2、将镍箔纸5卷成一圈紧贴内模管4内壁放置，并吹扫干净；
[0035]步骤S3、将石墨底垫6放置于外模管3底部并吹扫干净，石墨底垫6的直径与外模管3的内径大小相等；
[0036]步骤S4、将外模管3的内壁与内模管4的外壁贴合，保证内模管4的顶端与外模管3的顶端平齐，并吹扫干净；
[0037]步骤S5、使用铝箔纸1将冒口盖住。
[0038]组模时，保温冒口2的下端长度为100mm，浇注时采用直接浇注。
[0039]其中石墨底垫6的厚度为20mm，石墨底垫6的厚度和内模管4与外模管3的高度差H1‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低高温合金烫璧率和夹杂物含量的复合模管，其特征在于，包括外模管（3）与内模管（4），所述外模管（3）与内模管（4）均是一体成型，所述内模管（4）的外壁与所述外模管（3）的内壁紧密贴合，所述内模管（4）的顶端与所述外模管（3）的顶端平齐，所述外模管（3）的高度大于所述内模管（4）的高度。2.根据权利要求1所述的降低高温合金烫璧率和夹杂物含量的复合模管，其特征在于，所述外模管（3）与内模管（4）均是空心圆柱体，其中所述外模管（3）的壁厚为15
‑
20mm，所述内模管（4）的壁厚为5
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10mm。3.根据权利要求1所述的降低高温合金烫璧率和夹杂物含量的复合模管，其特征在于，所述外模管（3）的长度为700
‑
1400mm；所述外模管（3）与内模管（4）的高度差H1－H2为15
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50mm，其中，所述外模管（3）的高度为H1，所述内模管（4）的高度为H2。4.根据权利要求1所述的降低高温合金烫璧率和夹杂物含量的复合模管...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐进涛，王博，董鸿志，李淑苹，李华兵，李铭，浦益龙，
申请(专利权)人：江苏隆达超合金航材有限公司，
类型：发明
国别省市：