[發明專利]一種鈦合金框架鑄件離心鑄造方法

有效

• 申請號: 201010100926.X
• 申請日: 2010-01-26
• 公開（公告）號: CN101758178A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 謝華生;婁延春;趙軍;劉宏宇;郭培軍;王利;汪志華
• 申請（專利權）人: 沈陽鑄造研究所
• 主分類號: B22D13/00
• 分類號: B22D13/00;B22D21/00
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 劉忠達

技術領域

本發明涉及一種精密鑄造方法，具體是涉及一種鈦合金框架鑄件離心鑄造 方法及離心轉速的確定方法。

背景技術

離心鑄造是鈦合金鑄造最常用的方法，離心力的作用可以克服鈦合金真空 鑄造壓頭小的缺點，保證獲得致密的鈦鑄件。離心轉速是離心鑄造的重要參數， 轉速過小形成不了金屬壓頭，充型能力低、補縮能力差，易造成澆不滿、冷隔、 縮松等缺陷，轉速過大易造成金屬注入不穩、鑄造應力增大，成分偏析嚴重等 缺陷。

目前，在實際生產中計算離心轉速的方法很多，推導出的計算公式及經驗 公式比較繁雜，應用起來比較死板且針對性不強，而且針對鈦合金鑄件真空離 心澆注轉速的計算方法很少，通用公式中，也沒有規定鈦合金鑄件的離心參數 參考范圍，采用現有的離心轉速計算方法不能滿足鈦合金鑄件實際生產中的需 求。

發明內容

本發明的目的是提供一種鈦合金框架鑄件離心鑄造方法，可獲得致密鈦合 金鑄件。

采用的技術方案是：

一種鈦合金框架鑄件離心鑄造方法，包括下述工藝步驟：

一、制備型殼

1、按設計要求采用快速成型機制造鈦合金框架鑄件蠟模。

2、將蠟模用酒精清洗干凈，并自然晾干；

3、采用鈦合金精密型殼涂掛工藝對蠟模進行制殼，涂掛8-10層，每層涂掛 間隔時間為3-8小時。

4、制殼完成后進行磨殼處理，此后對型殼進行焙燒3-8小時，焙燒溫度 1000℃。

二、裝爐

1、將真空自耗凝殼爐坩堝的法蘭盤、內壁和底部用砂紙打磨光滑。檢查坩 堝法蘭盤與內壁表面有無被電弧擊中產生的燒傷痕跡或凹坑。將純鈦電極殘頭 切片放在坩堝底部作為底墊，同材質碎屑作為起弧料。。

2、將制備好的型殼放入真空自耗凝殼爐中的離心盤上并固定。

三、熔煉與澆注

1、將自耗電極裝入真空自耗凝殼爐中，啟動真空機組，抽至高真空后起弧 熔煉，控制熔煉參數在：

①電壓38～40V，電流12000～18000A；

②真空度控制在：≤2×10^-1Pa；

③冷卻水水壓：0.4MPa，坩堝進水口水溫19℃，出水口水溫38℃。

2、啟動離心動力裝置進行離心澆注，離心轉速n按照以下方法計算：

n=299·G/RT0]]>

其中：n-離心轉速，單位為轉/分，G-重力倍數，R_T0-離心半徑，單位 為厘米；

鈦合金鑄件離心鑄造的重力倍數選擇G＝10～50；

其中，①對于最小壁厚＞20mm的鑄件，G選擇10～15

②對于最小壁厚為10～20mm的鑄件，G選擇15～20

③對于最小壁厚為3.5～10mm的鑄件，G選擇20～30

離心半徑R_T0確定方法為：

(1)外圓環件，指帶底的圓筒和帶筋的圓環類鑄件。R_T0＝(1.0～0.8)R_外內。式 中，R_外內為外圓環形內徑(厘米)。

(2)質量分布均勻的鑄件，如葉輪及圓盤類鑄件，R_T0＝(R_外+R_內)/2

(3)內圓環件，指質量分布主要在內圓環上，如螺旋槳、壓縮機葉輪等，此 時R_T0＝(1.0～1.2)R_內外。式中，R_內外為內圓環形外徑(厘米)。

本發明的優點在于：通過采用該離心半徑確定方法，依托離心轉速計算公 式計算出的離心轉速，通過正常的鈦合金真空離心熔鑄后，可有效確保獲得致 密鈦合金鑄件，對指導鈦合金離心鑄造工藝，尤其是框架鑄件離心鑄造工藝參 數具有重要意義，可用于指導航空、航天框架鑄件以及各種鈦合金部件采用離 心鑄造工藝進行研制和生產。