[發明專利]一種降低高溫合金鑄件夾雜物含量的方法

有效

• 申請號: 202011148059.7
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112517846B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 楊彥紅;孟杰;王新廣;周亦胄
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: B22C9/04
• 分類號: B22C9/04;B22C3/00;B22C9/12;C22C19/05;C22C19/07;C22C38/10;C22C38/08;B08B3/08;B08B3/12
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明涉及高溫合金熔模鑄造領域，具體為一種降低高溫合金鑄件夾雜物含量的方法。該方法包括如下步驟：(1)采用納米氧化物制備陶瓷面層漿料；(2)將蠟模放入陶瓷漿料中進行涂掛；(3)將涂掛完成后的蠟模放到脫蠟釜中進行脫蠟；(4)脫蠟完成后，將型殼放到氣氛爐中進行燒結；(5)澆注前，對型殼進行清洗；(6)清洗后采用熱處理爐中對型殼進行烘干及預熱。本發明通過型殼面層、燒結及清洗等方法，提高型殼的潔凈度，降低合金中降低夾雜物形成，從而提高特種鑄件的純凈度，解決了目前高溫合金鑄件制備領域中有型殼不穩定所帶來的鑄件中夾雜物多，鑄件合格率低等問題，有利于實現大規模批量生產高溫合金鑄件。

技術領域

本發明涉及高溫合金熔模鑄造領域，具體為一種降低高溫合金鑄件夾雜物含量的方法。

背景技術

目前，高性能的高溫合金(如：鎳基合金、哈氏合金、鈷基合金等)鑄件大都采用熔模鑄造的方法制備。夾雜的存在會顯著影響鑄件的力學性能，導致零件在未達到設計壽命的時候就發生斷裂，通過對夾雜的控制提升高溫合金鑄件的安全性能具有重要意義。夾雜的形成與合金中氧、氮及硫的含量密切相關，，傳統方法是采用傳統方法是采用氧化鈣坩堝，但對于工業化生產則會大幅提高生產成本，而對于大型真空熔煉爐來說一直是一個困難。

故需要一種方便的方法進行增加坩堝表面積，并提高坩堝脫除雜質的效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種降低高溫合金鑄件夾雜物含量的方法，通過型殼面層、燒結及清洗等方法，提高型殼的潔凈度，降低合金中降低夾雜物形成，從而提高鑄件的純凈度，本方法操作簡單，成本低廉等特點，解決了目前高溫合金鑄件制備領域中有型殼不穩定所帶來的鑄件中夾雜物多，鑄件合格率低等問題，有利于實現大規模批量生產高溫合金鑄件。

本發明的技術方案是：

一種降低高溫合金鑄件夾雜物含量的方法，具體步驟如下：

(1)采用納米氧化物制備陶瓷面層漿料；

(2)將蠟模放入陶瓷漿料中進行涂掛；

(3)將涂掛完成后的蠟模放到脫蠟釜中進行脫蠟；

(4)脫蠟完成后，將型殼放到氣氛爐中進行燒結；

(5)澆注前，對型殼進行清洗；

(6)清洗后采用熱處理爐中對型殼進行烘干及預熱。

所述的降低高溫合金鑄件夾雜物含量的方法，步驟(1)中，采用納米氧化物制備陶瓷面層漿料，氧化物為氧化鈣粉末，氧化鈣的純度大于99.9wt％，氧化鈣粉末尺寸為10～100nm。

所述的降低高溫合金鑄件夾雜物含量的方法，按重量百分比計，陶瓷面層漿料的組成和含量如下：氧化鈣70～75wt％，分散劑0.2～0.4wt％，余量為硅溶膠。

所述的降低高溫合金鑄件夾雜物含量的方法，步驟(4)中，首先將型殼的澆口杯朝下放到氣氛爐中進行一次燒結，燒結時氫氣流量為10～30L/min，燒結溫度950±10℃，燒結1h～1.5h；然后將氫氣閥關閉，使氣氛爐內降溫，當溫度降至650±10℃，將型殼的澆口杯朝上翻轉，與爐底成45～90°夾角，進行二次燒結，二次燒結時，氫氣流量為30～50L/min，燒結溫度1000±10℃，燒結時間0.5～1h，燒結后爐冷。

所述的降低高溫合金鑄件夾雜物含量的方法，步驟(5)中，對將型殼的澆口杯朝下，放入工業酒精中進行超聲清洗，清洗超聲按程序設定清洗工藝如下：20KHz/0.5h→25KHz/0.3h→45KHz/1h，清洗完成后，將膜殼放入工業酒精中，浸泡時間為0.4～0.6h。

所述的降低高溫合金鑄件夾雜物含量的方法，步驟(6)中，烘干采用熱處理爐，烘干工藝為：烘干溫度200±10℃，烘干時間3～4h；預熱采用氫氣氛爐，預熱工藝為：氫氣流量10～20L/min，預熱溫度950±10℃，預熱時間在4h以上。