[發明專利]一種鈦合金鑄造用陶瓷型殼的制備方法

在審

• 申請號: 202011251355.X
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112475231A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 俞家華
• 申請（專利權）人: 蕪湖國鼎機械制造有限公司
• 主分類號: B22C9/04
• 分類號: B22C9/04;B22C7/02;B22C1/00
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 郭雨姍

本發明涉及鑄造技術領域，具體涉及一種鈦合金鑄造用陶瓷型殼的制備方法。在制殼漿料中，面層的耐火粉為氧化鋯粉，粘結劑為碳酸鋯銨，撒砂材料為安定氧化鋯；所述過渡層與背層的耐火粉為莫來石粉，粘結劑為硅溶膠，撒砂材料為莫來石砂；經過蠟模的準備、漿料的制備、型殼的制備、燒結等工序制成陶瓷型殼；本發明的陶瓷型殼的厚度均勻，內表面面層平滑、無明顯缺陷，用該陶瓷型殼澆鑄的鑄件沒有裂紋、飛邊，鑄件尺寸符合要求。

技術領域

本發明涉及鑄造技術領域，具體涉及一種鈦合金鑄造用陶瓷型殼的制備方法。

背景技術

鈦以及鈦合金的密度小(密度為4.51g/cm³相當于鋼的57％)、比強度高(鈦合金的比強度高于鋁合金和鋼)、工作溫度范圍較寬(低溫鈦合金在-253℃仍保持良好的塑性，而高溫鈦合金的工作溫度可達到550℃左右，其耐熱性明顯高于鋁合金和鎂合金)，并且擁有良好的抗蝕性，特別是在海洋大氣環境和許多氯化物溶液中的耐蝕性遠遠超過不銹鋼。鈦是一種性能優良、在發展國家經濟和安全中具有戰略意義的金屬元素，因此鈦被稱為“第三金屬”、“太空金屬”、“海洋金屬”。從20世紀50年代被開發以來，由于航天航空領域的需求，鈦合金在60多年來有了突飛猛進的發展。

我國從20世紀60年代初期開始研究鑄造設備與鑄造工藝，全國整體的鑄造技術和鑄件質量與國外相比差距較大。而鈦合金的加工工藝性差，采用熔模精密制造可以實現鈦制品的近凈成形，有效縮短了生產工藝流程，提高了鈦合金制品的生產效率和金屬利用率。在此過程中由于氧化物陶瓷型殼的制備工藝不規范，嚴重制約了我國在發展大尺度復雜薄壁整體成型鈦鑄件的可能性。因此，為了進一步擴大我國熔模精密鑄造鈦合金的應用范圍，穩定鑄件質量，因此提出一種鈦合金鑄造用陶瓷型殼的制備方法以解決上述問題。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種鈦合金鑄造用陶瓷型殼的制備方法。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種鈦合金鑄造用陶瓷型殼的制備方法，包括以下步驟；

(1)蠟模準備：將液體蠟料加入攪拌缸內，再將蠟片放入液蠟上，啟動攪拌機攪拌成均勻糊狀蠟料，溫度為60℃，將攪拌好的蠟料裝入攪醋缸內，再向壓醋缸內加壓，保持壓力0.4～0.6Mpa，溫度控制在55～60℃；將射蠟口對準模型上的注蠟孔，打開注蠟機蠟槍閥門，將蠟料注入模具型腔，保壓3～10s，關閉閥門，移去蠟槍；壓型放入水中冷卻，冷卻時間為0.5～10min；打開模具取出蠟模，及時放入水中冷卻，防止蠟模變形；然后將壓制好的蠟模手工進行修理，以降低其表面粗糙度并去除表面起泡，在浸涂漿料前1h內將蠟浸入酒精清洗5～10s，然后用蒸餾水洗干凈等待備用；

(2)配制制殼漿料：將稱好的硅溶膠和自來水倒入漿桶中，開啟漿桶運轉；分別稱取68～85wt％耐火粉、12～32wt％粘結劑、0.2～1wt％添加劑，混合均勻，然后在面層漿料中加入潤濕劑；漿料攪拌2h后再將消泡劑、懸浮劑加入使之攪拌均勻；所述耐火粉與粘結劑的重量比為(4～6):1；

(3)室溫型殼制備:對蠟模進行修理、清洗后，在蠟模表面浸涂漿料，然后經過手工撒砂、干燥、多次涂覆、撒砂、干燥、封漿、蒸汽脫蠟等步驟。

(4)脫蠟后的型殼在電阻爐中進行大氣焙燒，采用階段升溫，焙燒前先在600℃溫度下預熱30min，焙燒溫度在1000～1050℃，焙燒時間為1.5～2.5h。

進一步地，所述面層的耐火粉為氧化鋯粉，粘結劑為碳酸鋯銨，撒砂材料為安定氧化鋯；所述過渡層與背層的耐火粉為莫來石粉，粘結劑為硅溶膠，撒砂材料為莫來石砂。

進一步地，所述部分添加劑包括潤濕劑為非離子型復合磷酸酯表面活性劑、消泡劑為非離子型有機硅樹脂水溶劑、懸浮劑為羧甲基纖維素鈉。

進一步地，所述蠟模材料采用K512蠟料。