[發(fā)明專利]K438高溫合金的導(dǎo)向葉片鑄件的型殼的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810926452.0
• 申請(qǐng)日: 2016-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN108941457B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝金群;魏劍輝;陳雙;陸敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海萬澤精密鑄造有限公司
• 主分類號(hào): B22C9/04
• 分類號(hào): B22C9/04;B22C1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及K438高溫合金的導(dǎo)向葉片鑄件的型殼的制備方法，包括型殼面層和多層型殼背層，型殼面層由型殼面層漿料及面層撒砂材料固化結(jié)合成型，該型殼面層漿料中的配制漿料用鋯英粉的粒徑為300目至1250目，面層撒砂層的骨料為鋯英粉，其粒徑為100至150目；型殼背層由型殼背層漿料及背層撒砂材料固化結(jié)合成型，該型殼背層漿料中的配制漿料用熔融石英粉和熔融石英砂的粒徑為100目至1250目，背層撒砂層的骨料為石英砂，其粒徑為10至50目；型殼的面層漿料使用鋯英粉，背層漿料使用膨脹系數(shù)極小的熔融石英，獲得的型殼熱膨脹系數(shù)小，并嚴(yán)格控制所用粉體的粒徑，以減小型殼面層與型殼背層之間熱膨脹系數(shù)的差異。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熔模鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體的是一種K438高溫合金的導(dǎo)向葉片鑄件的型殼的制備方法。

背景技術(shù)

隨著能源利用效率的提升，基于復(fù)雜氣動(dòng)原理或者流體動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的部件越來越多，其形狀復(fù)雜，對(duì)于一體性和精度的要求較高。熔模鑄造能夠整體精密鑄造出形狀極為復(fù)雜的零件，因此成為生產(chǎn)復(fù)雜金屬構(gòu)件的主要方法甚至是唯一方法。由于熔模精密鑄造過程具有流程長、工序多、影響因素復(fù)雜等特點(diǎn)，獲得近凈形鑄件并非易事。在熔模鑄造諸多工序中，有三大關(guān)鍵工序?qū)﹁T件的尺寸和變形影響較大，分別為蠟?zāi)Ｖ苽洹⑿蜌ぶ苽洹㈣T件凝固。蠟?zāi)ｋA段尺寸變形容易控制，而鑄件澆注和冷卻過程中金屬與型殼的相互作用對(duì)鑄件的收縮變形影響很大，一方面型殼要受到金屬的熱沖擊和機(jī)械沖擊，另一方面金屬又通過型殼散熱冷卻和凝固。因此，型殼強(qiáng)度不高和軟化變形是造成鑄件變形重要原因。金屬澆注后，型殼的熱膨脹率越大，鑄件的凝固收縮變形越大。

高溫合金大型薄壁復(fù)雜環(huán)型鑄件是航空發(fā)動(dòng)機(jī)、燃機(jī)等常用關(guān)鍵部件，由于尺寸大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、冶金質(zhì)量和尺寸精度要求高，而且這些合金鑄件的澆鑄溫度一般在1400～1600℃，因此對(duì)熔模鑄造過程中型殼質(zhì)量提出了很高的要求。但是現(xiàn)有制殼工藝存在鑄件澆鑄收縮率較大，鑄件成形效果不理想等缺點(diǎn)。鑄件結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，從蠟?zāi)Ｖ两饘俚氖湛s就越會(huì)受結(jié)構(gòu)因素影響，而且通常情況下，不存在數(shù)學(xué)上的解析解。因此，在模具設(shè)計(jì)時(shí)鑄件各個(gè)部位的不同收縮率會(huì)使模具設(shè)計(jì)變得異常復(fù)雜，從而導(dǎo)致尺寸精度不易控制的缺點(diǎn)；同時(shí)由于型殼在使用過程中極易出現(xiàn)焙燒溫度或保溫時(shí)間不到造成的型殼表面毛糙，尤其是高溫合金大型薄壁鑄件制造領(lǐng)域，影響鑄件表面質(zhì)量，造成鑄件清理困難，由于型殼表面雜質(zhì)無法去除，因此型殼二次焙燒極易造成型殼開裂，無法回收利用，增加了制造成本。

因此，有必要對(duì)高溫合金大型薄壁復(fù)雜環(huán)型鑄件的型殼制備工藝進(jìn)行改進(jìn)，使其滿足鑄件的需求。澆注過程中鑄件的熱應(yīng)力和型殼強(qiáng)度不高、型殼高溫軟化是造成鑄件收縮大，變形的主要原因。所以，熱膨脹系數(shù)小，抵抗變形能力大的型殼對(duì)于航空薄壁鑄件至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于熔融石英的近零收縮率型殼及其制備方法，該型殼在高溫條件下的熱膨脹系數(shù)接近于零，具有較強(qiáng)的抵抗變形能力，得到的鑄件精度高。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種基于熔融石英的近零收縮率型殼，包括緊貼在預(yù)制的蠟?zāi)け砻娴男蜌っ鎸雍途o貼在型殼面層外側(cè)的多層型殼背層，所述型殼面層由型殼面層漿料及面層撒砂材料固化結(jié)合成型，所述型殼面層漿料組分包括硅溶膠、鋯英粉、鋁酸鈷、潤濕劑、消泡劑和加強(qiáng)劑，所述面層撒砂層的骨料為鋯英粉；所述型殼背層由型殼背層漿料及背層撒砂材料固化結(jié)合成型，所述型殼背層漿料組分包括硅溶膠、熔融石英粉、熔融石英砂、潤濕劑、消泡劑、蒸餾水和加強(qiáng)劑，所述背層撒砂層的骨料為石英砂；型殼的面層漿料使用鋯英粉，背層漿料使用膨脹系數(shù)極小的熔融石英，獲得的型殼熱膨脹系數(shù)小。

進(jìn)一步，該型殼面層漿料中的配制漿料用鋯英粉的粒徑為300目至1250目，所述面層撒砂層的骨料為鋯英粉，其粒徑為100至150目；該型殼背層漿料中的配制漿料用熔融石英粉和熔融石英砂的粒徑為100目至1250目，所述背層撒砂層的骨料為石英砂，其粒徑為10至50目；嚴(yán)格控制面層漿料用粉體、面層掛砂層骨料用粉體、背層漿料用粉體、背層掛砂層骨料用粉體的粒徑，以減小型殼面層與型殼背層之間熱膨脹系數(shù)的差異，獲得的型殼更加均勻。