[發明專利]大型薄壁鈦合金鑄件型殼預熱法鑄造工藝

有效

• 申請號: 200710300041.2
• 申請日: 2007-12-10
• 公開（公告）號: CN101456063A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 胡和平
• 申請（專利權）人: 洛陽雙瑞精鑄鈦業有限公司
• 主分類號: B22C9/12
• 分類號: B22C9/12;B22D46/00
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所
• 代理人: 符繼超

技術領域

本發明屬于鑄造工藝技術領域，特別涉及到一種大型薄壁鈦合金鑄件型殼預熱法鑄造工藝。

背景技術

眾所周知，金屬鈦是一種性能優異的金屬材料，具有強度高、抗腐蝕性能好、無磁性、綜合性能優良的特點，廣泛應用于航空、航天、航海、化工、體育等領域，取得了明顯的技術經濟效益。作為鈦及鈦合金鑄造用造型材料及造型方法，當前國內外普遍采用機加工石墨型、石墨搗實型、金屬型和熔模鑄型。但是石墨搗實型、金屬型、熔模鑄型等工藝存在成本高、周期長、鑄件尺寸及質量難于控制、影響因素比較多等缺點，不適于生產小批量大型結構復雜的鑄件。

而機加工石墨型具有分型面選擇不受限制、澆鑄的鑄件質量相對穩定、表面光滑、間隙度小、強度較高、硬度低、易于切削加工成型、密度小、搬運操作方便等特點，使其具有易于鑄造結構復雜的大型鈦合金鑄件的特點。

但是在進行石墨型結構設計時，也存在以下問題：

1、由于機加工石墨型的導熱性好，加之鈦的比熱小、容易凝固的特點，會使鈦鑄件表面產生澆不足、冷隔等缺陷。

2、鑄件結構復雜，壁厚僅有4mm，導致澆注時，鑄件充型能力較差，造成鑄件澆不滿。

對結構不太復雜的薄壁鑄件，澆注時采用離心澆注方式，可以滿足鑄件成型的要求，澆注出完整的鈦合金鑄件。但是對于結構復雜的薄壁鈦合金鑄件，采用機加工石墨型鑄造方法，設計鑄造工藝時，考慮到鑄件結構復雜，鑄件外形尺寸大等因素，為了組型及機加工方便，鑄型采用“化整為零“的活動塊組合式結構方式，鑄型分塊較多，而且鑄型內部有大量鑲嵌式活塊，澆注時不宜采用離心澆注。

發明內容

針對結構復雜的大型薄壁鈦合金鑄件易產生澆不足、冷隔等鑄造缺陷，本發明提供一種大型薄壁鈦合金鑄件型殼預熱法鑄造工藝，為以后澆注結構復雜的大型薄壁鈦合金鑄件提供一種可靠的工藝方法。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

所述的大型薄壁鈦合金鑄件型殼預熱法鑄造工藝，在澆注前、石墨型組裝后，先將石墨鑄型外部上下兩部分使用槽鋼、的鋼筋、螺帽將其夾緊固定，然后放入電爐內將石墨鑄型加熱到440～480℃，然后再將石墨鑄型移到真空自耗凝殼爐內澆注，澆注時鑄型溫度保持在390～410℃。

由于采用如上所述的技術方案，本發明具有如下優越性：

1、采用本發明可以保證澆鑄時石墨鑄型的溫度大于390℃，在澆注過程中，降低了鈦合金的冷卻速度，提高了鈦合金的充型能力，成功的澆鑄了大型薄壁鈦合金鑄件。

2、本發明在不改變工藝設計的前提下，在澆注前對鑄型進行加熱，提高鑄型的溫度，在澆注時，降低了鈦合金的冷卻速度，提高了鈦合金的充型能力，解決了結構復雜的大型薄壁鑄件易產生澆不足、冷隔等鑄造缺陷。

具體實施方式

實施例1

某大型薄壁鈦合金鑄件產品最大外型尺寸為722mm×746mm×496mm、最薄處壁厚只有4mm、鑄件重量為88kg。

澆注前石墨鑄型在電爐內加熱到475℃，澆注時石墨鑄型溫度為408℃，澆注了完整的大型薄壁鈦合金鑄件。

實施例2

某大型薄壁鈦合金鑄件產品最大外型尺寸為，最薄處壁厚只有8mm、鑄件重量為212kg。

澆注前鑄型在電爐內加熱到442℃，澆注時鑄型溫度為403℃，澆注了完整的大型薄壁鈦合金鑄件。

實施例3

某大型薄壁鈦合金鑄件產品最大外型尺寸為1176mm×864mm×706mm，最薄處壁厚10mm、鑄件重量為148kg。

澆注前鑄型在電爐內加熱到474℃，澆注時鑄型溫度為398℃，澆注了完整的大型薄壁鈦合金鑄件。

通過上述三個實施例表明，熱型澆鑄大型薄壁鈦合金鑄件，在澆注前對鑄型進行加熱，提高鑄型的溫度，在澆注時降低了鈦合金的冷卻速度，提高了鈦合金的充型能力，解決了結構復雜的大型薄壁鑄件易產生澆不足、冷隔等鑄造缺陷，澆注了完整的結構復雜的大型薄壁鑄件。