[發(fā)明專利]一種鈦及鈦合金鑄件及其成型方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811234962.8
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109261889B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖強偉;王德季;鞠忠強;殷建峰;陳紅瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 北京百慕航材高科技有限公司
• 主分類號: B22C1/00
• 分類號: B22C1/00;B22C3/00;B22C9/10;B22C9/12;B22C9/02;B22C9/22;B22C9/28
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

本發(fā)明涉及一種鈦及鈦合金鑄件的成型方法，該方法包括制備砂芯，制備石墨鑄型，將砂芯與石墨鑄型進行裝配得到鑄型，對鑄型預(yù)熱后進行澆注，鑄件冷凝后清除砂芯和石墨鑄型的步驟。本發(fā)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(shè)計合理的焙燒工藝參數(shù)，有效預(yù)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(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鑄造成型領(lǐng)域，具體涉及鈦及鈦合金鑄造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著航空、航天、艦船、兵器、石油化工等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，對于復(fù)雜型腔的鈦及鈦合金鑄件的需求也越來越多，對于具有復(fù)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(shù)能力和設(shè)備條件限制，適合于中小尺寸的型芯制備。而對于具有大尺寸小間隙內(nèi)腔結(jié)構(gòu)(尺寸≥300mm、壁厚≤10mm)的鈦合金鑄件，采用傳統(tǒng)的陶瓷型芯方法，不但型芯的制備工藝復(fù)雜、成品率低、成本高和尺寸精度差，而且還存在芯型清理困難等問題。另外采用熔模精密鑄造或石墨鑄造都難度極大，甚至無法成型。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的其中至少一不足而設(shè)計的一種鈦及鈦合金鑄件的成型方法，該方法為制備鈦及鈦合金鑄件，特別是為制備具有大尺寸小間隙結(jié)構(gòu)(尺寸≥300mm、壁厚≤10mm)的鈦及鈦合金鑄件提供了解決方案。

作為本發(fā)明的其中一方面，本發(fā)明提出一種鈦及鈦合金鑄件的成型方法，包括：

a、制備砂芯；

1)將砂芯原料混合均勻后填砂芯模具的內(nèi)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(nèi)，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(nèi)溫度冷卻到100℃以下出爐；烘烤包括升溫至150℃～200℃，保溫1h～3h，然后再升溫至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(jié)劑；制備時，將氧化釔和粘結(jié)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(jié)爐內(nèi)進行燒結(jié)，燒結(jié)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(jié)包括首先升溫至400℃～600℃，保溫1h～3h，然后再升溫至600℃～800℃，保溫1h～3h，然后升溫至1000℃～1300℃，保溫1h～3h；

b、制備鑄型外模；

c、將砂芯與鑄型外模進行裝配得到鑄型，對鑄型預(yù)熱后進行澆注，鑄件冷凝后清除砂芯和石墨鑄型。