[發明專利]一種鈦及鈦合金鑄造用石墨型涂料

有效

• 申請號: 200810010437.8
• 申請日: 2008-02-20
• 公開（公告）號: CN101224488A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 謝華生;張春輝;趙軍;蘇貴橋;于志強;劉時兵
• 申請（專利權）人: 沈陽鑄造研究所
• 主分類號: B22C3/00
• 分類號: B22C3/00
• 代理公司: 沈陽利泰專利代理有限公司
• 代理人: 劉忠達

技術領域

本發明涉及一種涂料，具體是一種鈦及鈦合金鑄造用石墨型涂料。

背景技術

鈦合金強度高、密度小、耐腐蝕性好，使得鈦合金鑄件在航空、航天、艦船、冶金、化工領域得到廣泛應用。鈦鑄件的設計愈來愈趨向于具有結構復雜、大型、薄壁、壁厚不均等特點，鑄件質量要求越來越高，使得鈦鑄件的鑄造技術難度也愈來愈大。目前單件、小批量及大型復雜鈦合金鑄件均采用石墨型工藝生產。該工藝用人造石墨制作鑄型。雖然石墨材料對鈦液的化學穩定性較好，但澆鑄出的鑄件表面粗糙度≥12.5μm，污染層厚約0.1～0.3mm。石墨型導熱系數高，退讓性差，致使鈦鑄件易出現充型困難、表面冷隔和裂紋等缺陷。因此石墨型工藝需進一步改進，以滿足鈦合金鑄件產品的高質量要求。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題，提供一種鈦及鈦合金鑄造用石墨型涂料，在鈦及鈦合金石墨型鑄造工藝中，用該涂料涂覆石墨鑄型的型腔表面，即引入涂層技術，所生產的鑄件表面粗糙度≤6.3μm，表面污染層≤0.05mm，鈦鑄件無高密度夾雜、澆不足、表面冷隔和裂紋等缺陷。

采用的技術方案是：

一種鈦及鈦合金鑄造用石墨型涂料，是由按重量百分比計28-70wt％耐火骨料粉，29-70wt％粘結劑、0-2wt％表面活性劑和0-1wt％消泡劑混合均勻制備成。

耐火骨料由經穩定化處理的氧化釔(成份Y₂O₃)、釔稀土氧化物(成份Y₂O₃+ReO)、氧化鋯(ZrO₂)中至少一種組成，三種耐火骨料的組份在如下范圍變化：氧化釔0-100wt％、釔稀土氧化物0-100wt％、氧化鋯0-40wt％、耐火骨料粉粒度小于0.053mm(270^#)。

上述粘結劑為醋酸鋯溶液，醋酸鋯溶液濃度為：30-40wt％。表面活性劑為：JFC，消泡劑為：正丁醇。

一種鈦及鈦合金鑄造用石墨型涂料的生產方法，是將28-70wt％的耐火骨料粉放入29-70wt％的醋酸鋯溶液內，用涂料攪拌機攪拌1-4小時，再放入0-2wt％的表面活性劑和0-1wt％的消泡劑，攪拌混合均勻后，即為成品涂料。涂料生產工作環境溫度控制在16～28℃，相對濕度控制在45～75％，涂料溫度控制在9～23℃，涂料粘度控制在5～28sec。

一種鈦及鈦合金鑄造用石墨型涂料的使用方法，是采用人工涂刷或噴槍噴涂在石墨鑄型的型腔表面，厚度為0.1～0.3mm。工作環境溫度控制在16～28℃，相對濕度控制在30～75％。石墨鑄型可預熱，控制溫度在16～150℃。

石墨鑄型在涂覆后，涂層可自然干燥1～10h。要求在真空爐內加熱燒結除氣，真空度不低于30Pa，加熱溫度700～900℃，保溫2～4h。爐冷至350℃以下出爐。石墨鑄型待澆注使用。

本發明的一種鈦及鈦合金鑄造用石墨型涂料具有如下優點：

在石墨型上使用該涂料后，澆注鈦合金將具有以下優點：①可有效提高鈦液的充型能力，減少因石墨激冷所造成的澆不足、冷隔、裂紋等缺陷；②可明顯提高鑄件表面光潔度；③熱穩定性高，鑄件污染層厚度明顯低于普通機加石墨型；④可提高石墨鑄型在凝固過程中的退讓性，可降低鑄型對鑄件收縮時的阻礙作用；⑤鑄型易于清理。

具體實施方式

實施例一

一種鈦及鈦合金鑄造用石墨型涂料，是由氧化釔粉40％，醋酸鋯溶液59％，表面活性劑JFC0.9％和消泡劑正西醇0.1％混合攪拌均勻制備成。上述百分比為重量百分比。該涂料物理性質：常溫密度為2.21×103kg/m3，PH值為5，流杯粘度為6.3秒，表面強度(抓搔法)為0.8克，常溫導熱系數為0.468W/m·k，1000℃導熱系數為1.230W/m·k。該涂料具有良好的懸浮性、涂刷性、抗流淌性、潤濕性和熱穩定性。

實施例二

一種鈦及鈦合金鑄造用石墨型涂料，是由稀土氧化物粉66％、醋酸鋯溶液32％，表面活性劑JFC1.5％和消泡劑0.5％混合攪拌均勻制備成。上述百分比為重量百分比。

實施例三

一種鈦及鈦合金鑄造用石墨型涂料，是由氧化釔粉20％，釔稀土氧化物粉20％，氧化鋯粉26％、醋酸鋯溶液32.8％、表面活性劑JFC1％和消泡劑正西醇0.2％混合攪拌均勻制備成。上述百分比為重量百分比。

實施例四

一種鈦及鈦合金鑄造用石墨型涂料，是由氧化釔粉29.8％，醋酸鋯溶液70％、表面活性劑JFC?0.1％和消泡劑正丁醇0.1％混合攪拌均勻制備成。十述百分比為重量百分比。