[發明專利]一種鈦及鈦合金鑄造用砂芯及其制備方法

有效

• 申請號: 201811234820.1
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109365756B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 肖強偉;范世璽;趙瑞斌;張元光;賈志偉
• 申請（專利權）人: 北京百慕航材高科技有限公司
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10;B22C1/00;B22C9/12
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

本發明涉及一種鈦及鈦合金鑄造用砂芯的制備方法，該方法包括制備砂芯原坯，砂芯的烘烤，制備砂芯原坯涂料，砂芯原坯涂掛涂料，砂芯的燒結步驟。本發明中砂芯的基體材料主要采用不同顆粒度的鋁礬土粉料，有利于大型薄壁砂芯原坯的成型，大型薄壁砂芯在烘烤和焙燒過程中均填埋于耐火粉料中，并設計合理的焙燒工藝參數，有效預防了砂芯的變形開裂的不良情況。采用本專利可以成型具有大型薄壁特點的精密砂芯，制備的砂芯尺寸精度好，成品率高，退讓性好，性能可滿足鈦及鈦合金鑄造所需的性能要求。

技術領域

本發明屬于鑄造成型領域，具體涉及一種鑄造用砂芯。

背景技術

隨著航空、航天、艦船、兵器、石油化工等領域的飛速發展，對于復雜型腔的鈦及鈦合金鑄件的需求也越來越多，對于具有復雜型腔的鑄件成型主要是采用陶瓷型芯方法，目前鈦合金鑄造用的陶瓷型芯原料主要是采用氧化釔、氧化鋯等，采用注射成型的工藝，受技術能力和設備條件限制，適合于中小尺寸的型芯制備。專利CN 105127374A是采用鋁礬土為原料，內部復合高溫合金絲的方法，為制備大型型芯提供了一種解決方案，但實際中一些具有大型薄壁結構特點(尺寸≥300mm、壁厚≤10mm)的型芯采用該技術成型難度大，砂芯成品率極低，型芯的變形和尺寸精度難以控制。

發明內容

本發明是針對上述現有技術中存在的至少一方面的不足而設計的一種鈦及鈦合金鑄造用大型薄壁精密砂芯制備方法，該方法對于大型薄壁精密砂芯的制備提供了解決方案，大大提高了砂芯的成品率，砂芯的尺寸精度和性能均可以滿足鈦及鈦合金鑄造使用。

作為本發明的其中一方面，本發明提出一種鈦及鈦合金鑄造用砂芯的制備方法，包括：

1)將砂芯原料混合均勻后填砂芯模具的內部空腔并均勻搗實，造型完成后取出得到砂芯原坯，將砂芯原坯放置于裝有耐火粉料的砂箱內，并完全填埋，例如填埋的粉料厚度為10mm～30mm；砂芯原料包括按重量百分比計10％～15％的8目～12目的鋁礬土砂，10％～20％的16目～80目的鋁礬土粉，2％～8％的硅酸鹽強化劑，15％～20％的硅溶膠，余量為150目～200目的鋁礬土粉；

2)將砂芯和砂箱一并放入烘箱中進行烘烤，烘烤完成并冷卻后出爐，如爐內溫度冷卻到100℃以下出爐；烘烤包括升溫至150℃～200℃，保溫1h～3h，然后升溫至300℃～450℃，保溫1h～3h；

3)制備砂芯原坯涂料；例如砂芯原坯涂料的原料包括按重量百分比計，60％～70％的氧化釔，30％～40％的粘結劑；制備時，將氧化釔和粘結劑混合料攪拌均勻，制成砂芯原坯涂料；

4)將砂芯原坯冷卻后，如冷卻至30℃～80℃，清潔砂芯原坯表面，如清除砂芯原坯表面的浮砂和污物，將砂芯原坯涂料均勻覆蓋砂芯原坯表面，如使用砂芯原坯涂料對砂芯原坯表面進行噴涂或刷涂，噴涂或刷涂的涂層厚度為0.1mm～2.0mm；

5)將覆蓋涂料的砂芯原坯進行干燥，干燥后填埋于耐火粉料中，并放入燒結爐內進行燒結，燒結完成并冷卻后取出砂芯，如冷卻到100℃以下出爐取出砂芯；燒結包括升溫至400℃～600℃，保溫1h～3h，然后升溫至600℃～800℃，保溫1h～3h，然后升溫至1000℃～1300℃，保溫1h～3h。