[發明專利]鈦、鋯、鎳及其合金鑄件砂型鑄造工藝

有效

• 申請號: 201210421852.9
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102921885A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 黃湘云;薛芃;李彩虹;楊軍鋒
• 申請（專利權）人: 西安泵閥總廠有限公司
• 主分類號: B22C9/02
• 分類號: B22C9/02;B22C23/02;B22C3/00;B22D21/00;B22D21/06
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技術領域

本發明涉及鑄件砂型鑄造工藝，具體涉及鈦、鋯、鎳及其合金鑄件砂型鑄造工藝。

背景技術

鈦、鋯、鎳及其合金是比較昂貴的金屬材料，在許多強腐蝕介質中具有非常優異的耐腐蝕性能，并且有良好的機械性能。鈦材及鋯材高溫時活性很高，幾乎能和所有的耐火材料發生不同程度的化學反應，并且高溫時鋯材非常容易和CO₂、O₂、N₂和H₂等氣體發生化學反應使鋯材脆化造成設備失效。這使得鈦、鋯、鎳及其合金鑄造必須選用高化學穩定性的鑄型材料，保證金屬不與鑄型發生化學反應，具有較小的表面污染層。

目前，有色活潑金屬可用的鑄造工藝方法有機加工石墨型鑄造、熔模精密鑄造。機加工石墨型鑄造的成本高，石墨型導熱快對液態金屬有激冷作用，在鑄件表面容易形成冷隔和流痕等缺陷；熔模精密鑄造的特點是鑄件表面質量高，適合于復雜薄壁鑄件，但制作工藝較為復雜，生產周期長，涂層的厚度有限，對于大型鈦、鋯、鎳及其合金鑄件的澆注不適用。?

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供鈦、鋯、鎳及其合金鑄件砂型鑄造工藝，該工藝能夠大規模化生產出各種大小鑄件，鑄件表面無冷隔、流痕、裂紋等缺陷，鑄件內部無縮孔、夾雜等缺陷。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

鈦、鋯、鎳及其合金鑄件砂型鑄造工藝，其特征在于，其工藝步驟：

（1）型砂配制

根據用砂量，按照質量百分比的200～325目的鋁礬土粉45%～55%、30～60目的鋁礬土砂10%～20%、16～30目的鋁礬土砂10%～20%、硅酸鹽粉2%～8%、硅溶膠10%～15%、糊精3%～6%的比例，采用混砂機配制型砂；

先將鋁礬土粉、鋁礬土砂、硅酸鹽粉加入混砂機內，攪拌3～4小時后，加入硅溶膠，然后加入糊精，攪拌40分鐘后，制備出型砂；

（2）造型

根據鑄造工藝圖紙制作模具：用模具壓出砂型，并自然干燥；

（3）烘焙形成鑄型

將步驟二中自然干燥透徹的砂型裝入烘箱或者電阻爐內進行焙燒，形成鑄型；

（4）耐火涂料配制

按20%～30%的水、5%～10%的氯化鈣、60%～70%的二醋酸鋯的比例配制混合溶液，進行充分攪拌溶解制成粘接劑；

按30%～40%的粘接劑，60%～75%的氧化鋯粉或者氧化釔或者鎢粉、0.5%～1%的潤濕劑、0.1%～0.5%的消泡劑的比例混合并充分攪拌均勻，制成涂料；

（5）耐火涂層制備

將鑄型預熱至60～100℃，將攪拌好的涂料噴涂到澆注時與金屬液接觸的鑄型表面，涂層厚度為0.3～1.5毫米，涂層自然干燥1.5小時以上；

（6）高溫煅燒

將步驟五中自然干燥完成的鑄型放入電阻爐內進行煅燒；

（7）熔煉澆注

按照以上步驟將最終做好的鑄型，在真空凝殼自耗爐內熔煉澆注。

優選的，所述烘焙形成鑄型過程：步驟二中自然干燥透徹的砂型室溫下裝爐；經過1～1.5小時升溫到500℃，保溫4～6小時；隨爐冷卻至100℃以下出爐，形成鑄型。

優選的，所述步驟五中制備的涂料粘度控制在5～16秒。

優選的，所述高溫煅燒過程：室溫裝爐，200℃～300℃保溫1.5～2小時，450℃～550℃保溫1.5～2小時，650℃～750℃保溫1.5～2小時，1350℃～1500℃保溫2～6小時，最后隨爐冷卻至300℃以下出爐。?

優選的，所述熔煉澆注過程：按照上述步驟將最終做好的鑄型，在真空凝殼自耗爐內熔煉澆注，采用Φ400毫米鋯電極，熔煉電流28000安培，熔煉真空度小于1帕。

????本發明的優點如下：

????（1)本發明是以砂型做模型基體，在砂型表面噴涂耐火涂料的工藝方法制作鈦、鋯、鎳及其合金鑄型，采用該方法能夠制作出強度高的砂型，適用于澆注小、中、大的鈦、鋯、鎳及其合金鑄件；

????（2）砂型導熱慢，與石墨相比可有效降低鑄型激冷作用，提高液態金屬的充型能力，有效減低表面出現冷隔、流痕等缺陷幾率；

????（3）鑄型及涂層熱穩定性高，鑄件沾污層厚度??；

????（4）生產周期短，生產效率高；

????（5）工藝制作簡單，原材料來源廣泛，與熔模精密鑄造、機加工石墨型相比成本較低；

（6）砂型清理要比石墨鑄型容易的多，大大提高勞動效率。

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具體實施方式