[發明專利]一種用一體式蠟模制備航天發動機用TiAl合金彎管鑄件的方法

有效

• 申請號: 201610852666.9
• 申請日: 2016-09-26
• 公開（公告）號: CN106270381B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 陳玉勇;賀同正;曹守臻;肖樹龍;徐麗娟;王曉鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B22C7/02
• 分類號: B22C7/02;B22C9/04;B22C9/24
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

一種一體式蠟模及用其制備發動機用TiAl合金彎管鑄件的方法。本發明涉及一種蠟模及用其制備發動機用彎管鑄件的方法。本發明的目的是要解決目前航空航天發動機彎管密度大，阻燃性能差的問題。產品包括圓柱狀蠟柱、多個長條塊蠟柱、主澆道蠟柱、多個彎管蠟模和分澆道蠟柱。方法：一、型殼制備；二、脫蠟與焙燒；三、合金的澆注。本發明的彎管鑄件高溫阻燃性能優異，室溫塑性好，滿足點火之前的抗震性能。

技術領域

本發明涉及一種蠟模及用其制備發動機用彎管鑄件的方法。

背景技術

TiAl合金由于其密度低，比強度高，高溫抗蠕變及抗氧化性能好，在航空航天及工業領域中具有廣闊的應用前景。TiAl合金的制備方法可以分為三種典型的制備路線：粉末冶金法、鑄錠冶金+熱機械處理法及精密鑄造法。熔模精密鑄造制備TiAl合金具有其他工藝無可比擬的優勢，尤其是在形狀復雜的薄壁構件的生產上，該方法可以實現近凈成形，得到無余量或近無余量的精密構件，大幅降低損耗，提高材料利用率。美國通用電氣公司已于20世紀90年代設計制造出TiAl合金熔模精密鑄件，并應用于民用飛機。在過去二十余年的發展下，TiAl合金熔模精密鑄造技術日趨成熟，在美國、歐洲、日本等地區相繼得到應用。在目前TiAl合金的應用中，精鑄件占有絕大部分比例。

但γ-TiAl合金屬金屬間化合物，兼具陶瓷性質，室溫塑性差成為制約其廣泛應用的重要原因。熔模精密鑄造制備γ-TiAl合金具有其他工藝無可比擬的優勢，尤其是在形狀復雜的薄壁構件的生產上，該方法可以實現近凈成形，得到無余量或近無余量的精密構件，大幅降低損耗，提高材料利用率，并已在GE航空發動機上成功實現應用。

目前所應用航空航天發動機彎管材料多為Ni基高溫合金合金，其密度較大，阻燃性能差。

發明內容

本發明的目的是要解決目前航空航天發動機彎管密度大，阻燃性能差的問題，而提供一種一體式蠟模及用其制備發動機用TiAl合金彎管鑄件的方法。

本發明的一種一體式蠟模包括圓柱狀蠟柱、多個長條塊蠟柱、主澆道蠟柱、多個彎管蠟模和分澆道蠟柱；

所述多個長條塊蠟柱與圓柱狀蠟柱外切形成多邊形邊框；

所述長條塊蠟柱與圓柱狀蠟柱通過主澆道蠟柱相連；

所述每個長條塊蠟柱和每個彎管蠟模的法蘭底部之間設置有兩個分澆道蠟柱。

本發明的一種用一體式蠟模制備發動機用TiAl合金彎管鑄件的方法按以下步驟進行：

一、型殼制備：①將一體式蠟模浸入面層漿料中，使一體式蠟模表面被面層漿料涂覆，然后將涂覆有面層漿料的一體式蠟模提起，再進行多軸轉動，轉動的同時采用雨淋式撒砂機在涂覆有面層漿料的一體式蠟模表面均勻淋撒一層ZrO₂砂，然后轉至恒溫恒濕的條件下干燥22h～24h，得到面層型殼；②將步驟一①得到的面層型殼浸入步驟一①面層漿料中，使面層型殼表面被面層漿料涂覆，然后將涂覆有面層漿料的面層型殼提起，再進行多軸轉動，轉動的同時采用雨淋式撒砂機在涂覆有面層漿料的面層型殼表面均勻淋撒一層ZrO₂砂，然后轉至恒溫恒濕的條件下干燥22h～24h，得到臨面層型殼；③將步驟一②得到的臨面層型殼浸入背層漿料中，使臨面層型殼表面被背層漿料涂覆，然后將涂覆有背層漿料的臨面層型殼提起，再進行多軸轉動，轉動的同時采用雨淋式撒砂機在涂覆有背層漿料的臨面層型殼表面均勻淋撒一層莫來石砂然后轉至恒溫恒濕的條件下干燥22h～24h，得到背層型殼；④將步驟一③得到的背層型殼浸入背層漿料中，使背層型殼表面被背層漿料涂覆，然后將涂覆有背層漿料的背層型殼提起，在恒溫恒濕的條件下干燥45h～50h，得到封漿后的型殼；

步驟一①中所述面層漿料由ZrO₂粉和碳酸鋯銨組成，其中ZrO₂粉與碳酸鋯銨的質量比為(2.5～3.0)：1；

步驟一①中所述恒溫恒濕參數為：溫度為25℃，濕度為50％～60％；