[發明專利]一種制備高溫合金微型精密鑄件的工藝方法

無效

• 申請號: 200810010808.2
• 申請日: 2008-03-31
• 公開（公告）號: CN101549385A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 毛萍莉;姜衛國;胡壯麒
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: B22C9/04
• 分類號: B22C9/04
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司
• 代理人: 張 晨

技術領域

本發明屬于高溫合金領域，具體屬于高溫合金精密鑄造領域。

背景技術

微型機械在航空航天、航海、生物工程、國防、化工、衛生醫療、電子、機器人等各個方面有著非常廣泛的用處，這一領域的發展將大大影響人類未來的生活。世界各國都對該領域給予極大的重視，并不斷取得更新的進展，各種微細加工新工藝不斷出現，如高能束刻蝕工藝、超精密機械加工工藝、微細電火花加工工藝等等。近幾年，德國采用了微精密鑄造的工藝來制造整體尺寸在微米尺度或帶有微米尺度微細結構的金屬微型結構件，主要應用于外科手術的儀器、生物工藝儀器領域。該工藝依托于傳統的鑄造工藝，通過浸漿制殼及其他工序制得模殼，通過澆注、清理最后得到微鑄件。日本通過將預熱到200℃的鑄型浸入到熔化的金屬液中，然后將裝著金屬液和鑄型的爐子放置到真空爐中，隨后進行抽真空排氣及加熱鑄型，平衡后，打開真空爐，進氣1分鐘后，使金屬液在大氣壓力下充填。最后在水中潰散鑄型，得到微鑄件。LG-RPC中心提出的工藝與傳統的熔模鑄造工藝區別很大，接近砂型鑄造，首先將金屬液澆到鑄型中，然后把注滿合金液的鑄型放置在真空室中，借助合金液自身的重力充填鑄型，充填完成后在空氣中冷卻，起模后就得到了金屬微構件。中國曾采用金屬型分型鑄造的方式，使液態金屬充填到金屬模具中，最后制得微型鑄件。

對于鑄件的尺寸在微米量級的鑄造過程而言，由于合金液的表面張力?作用及金屬液的冷卻速度比傳統速度快很多的原因，使充型過程極為困難，所以通常要求合金要具有良好的流動性及較低的熔點，熔模型殼要預熱到很高溫度下進行，這將使合金的組織粗大，造成材料性能下降；另外，微熔模鑄造工藝流程復雜，具有一定的偶然性，以上原因制約了其發展。

高溫合金使用溫度在600℃以上，具有較高的熔點，較高的高溫強度，良好的抗氧化性和抗腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性、塑性等綜合性能，廣泛用于航天、航空、能源、交通、化工等領域。該類合金通常應用在宏觀較大尺寸的鑄件上，由于在制殼方面存在的困難及合金流動性差、充型能力差等原因的限制下，使其在微熔模鑄造方面的應用非常少，因此有必要開發一種新的工藝，使制備高溫合金微型件成為可能

發明內容

本發明的目的是提供一種新型工藝用于制備高溫合金微型鑄件，采用真空浸滲加傳統涂料方法制備微型鑄件模殼，以保證合金具有良好的充型性，采用化學方法去除模殼，最后得到微型鑄件。

本發明提供一種制備高溫合金微型精密鑄件的工藝方法，首先制備微型鑄件的蠟?；蚪炋幚砗蟮臉渲惸Ｐ?，然后將蠟?；蚪炋幚淼臉渲惸Ｐ椭糜诮渴覂?，采用二氧化硅基或氧化鋁基涂料作為面層涂料，進行真空浸涂，室溫空氣中干燥，再經常規涂料工序后進行封漿、干燥、脫蠟、燒結制得模殼；其次將高溫預熱后的模殼置入真空熔煉爐澆注室內，進行澆注得帶有模殼的微型鑄件；最后將帶有模殼的微型鑄件放入模殼脫除設備中，進行脫除模殼及后期處理，得到成品。

本發明提供的制備高溫合金微型精密鑄件的工藝方法，所述的蠟模模?型采用注射成型或加工成型的方式；樹脂類模型采用激光成型方式，樹脂為感光樹脂。

本發明提供的制備高溫合金微型精密鑄件的工藝方法，所述的面層涂料粉末粒度為300～600目，面層涂料的粘結劑為硅溶膠或硅酸乙脂。

本發明提供的制備高溫合金微型精密鑄件的工藝方法，所述的真空浸涂的真空度在0.01-0.05Mpa之間。

本發明提供的制備高溫合金微型精密鑄件工藝方法的真空浸涂設備，具體包括涂料室1、浸涂室2、涂料閥3、真空泵4、攪拌機5、真空度真空度控制閥6、真空連接管7、涂料管8、排涂料閥9、涂料進口10、真空表11、備用閥12、防濺擋板13、蠟模掛架14，見圖一；

其中：涂料室1與浸涂室2之間通過涂料管8連接，涂料管8上裝有涂料閥3，涂料進口10位于涂料室1上，攪拌機5從上方伸進涂料室1內部；真空泵4通過真空連接管7與浸涂室2連接，真空度控制閥6安裝在真空連接管7上，排涂料閥9安裝在浸涂室2的底部側面位置，真空表11安裝在浸涂室2上，備用閥12安裝在浸涂室2上面，防濺擋板13安裝在浸涂室2內部，靠近涂料管8的位置，蠟模掛架14安裝在浸涂室2的內部。