[發明專利]一種采用型殼抑制界面反應的鋁鋰合金鑄件及其鑄造方法

有效

• 申請號: 202111272078.5
• 申請日: 2021-10-29
• 公開（公告）號: CN113996759B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 蔣文明;李廣宇;于洋;樊自田;管峰;張政
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B22C9/04
• 分類號: B22C9/04;B22C3/00;B22C9/12;C22C21/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜

1.一種采用型殼抑制界面反應的鋁鋰合金鑄件的鑄造方法，其特征在于，所述鑄造方法包括以下步驟：

(1)將面層涂料涂在待制造鋁鋰合金鑄件的三維模型的表面上以得到面層；其中，所述面層涂料的組分包括抑制劑；

(2)在所述面層上制備背層后，依次去除三維模型及焙燒以得到型殼；

(3)在所述型殼的內表面上制備石墨涂層；

(4)將鋁鋰合金液澆注到所述型殼內，進而得到鋁鋰合金鑄件；其中，所述鋁鋰合金液在與所述型殼接觸時先與所述面層涂料中的抑制劑反應而成形一層鋰化物薄膜，所述鋰化物薄膜抑制所述型殼與所述鋁鋰合金液的反應；所述石墨涂層在所述型殼與鋁鋰合金液之間形成物理隔離。

2.如權利要求1所述的采用型殼抑制界面反應的鋁鋰合金鑄件的鑄造方法，其特征在于：所述三維模型的材料為泡沫或/及石蠟。

3.如權利要求1所述的采用型殼抑制界面反應的鋁鋰合金鑄件的鑄造方法，其特征在于：所述抑制劑為LiCl+LiF或KCl+LiF；LiCl與LiF組成的抑制劑中，LiCl和LiF的質量比為5:1～3:1；KCl與LiF組成的抑制劑中，KCl和LiF的質量比為2:1～1:1，抑制劑的重量為耐火粉料總質量的1～3wt.％。

4.如權利要求1所述的采用型殼抑制界面反應的鋁鋰合金鑄件的鑄造方法，其特征在于：所述面層涂料的組分還包括耐火粉末、粘結劑、潤濕劑、懸浮劑及消泡劑，所述耐火材料為鋁礬土粉、鋯英粉、鎂橄欖石粉、氧化釔、釔穩定氧化鋯中的任意一種；所述粘結劑為硅溶膠、鋯溶膠、醋酸鋯和釔溶膠中的任意一種；所述潤濕劑為脂肪醇聚氧乙烯醚，分散劑為羥甲基纖維素或鋰基膨潤土，消泡劑為正辛醇；涂上面層涂料后，立即撒上耐火粉料，耐火粉料的目數為80～120目。

5.如權利要求4所述的采用型殼抑制界面反應的鋁鋰合金鑄件的鑄造方法，其特征在于：面層涂料的制備包括以下步驟：先將抑制劑加入到耐火粉末中攪拌均勻，然后將混合均勻的耐火粉料與抑制劑分批次加入到粘結劑中，邊加粉料邊施加機械攪拌，待粉料全部加入到粘結劑中后，加入潤施劑和懸浮劑，繼續攪拌0.5h～2h，最后加入消泡劑，耐火粉料和粘結劑的粉液比為3.5～4，使得到的漿料的粘度達到30～40，以得到所述面層涂料。

6.如權利要求1所述的采用型殼抑制界面反應的鋁鋰合金鑄件的鑄造方法，其特征在于：背層的組成原料包括耐火粉末、粘結劑、潤濕劑、懸浮劑和消泡劑；背層包括依次貼合在一起的第一背層、第二背層及第三背層，所述第一背層設置在所述面層上；所述第三背層的材料與所述第二背層的材料相同，第一背層和第二背層的涂料的粉液比分別為3～3.5和2.5～3。

7.如權利要求1所述的采用型殼抑制界面反應的鋁鋰合金鑄件的鑄造方法，其特征在于：步驟(3)中，先將石墨粉、酚醛樹脂和乙醇混合配置成石墨涂料，再將該石墨涂料均勻的涂覆在型殼內表面；之后，點燃石墨涂料后使型殼內表面形成一層石墨涂層。

8.如權利要求7所述的采用型殼抑制界面反應的鋁鋰合金鑄件的鑄造方法，其特征在于：酚醛樹脂作為粘結劑加入到乙醇中，待酚醛樹脂完全溶解于乙醇后加石墨粉，以得到石墨涂料；酚醛樹脂占乙醇總重的1wt.％～3wt.％；石墨粉選擇400目～800目的鱗片狀石墨，占乙醇總重量的30wt.％～50wt.％。

9.如權利要求1所述的采用型殼抑制界面反應的鋁鋰合金鑄件的鑄造方法，其特征在于：步驟(2)中，失模的烘干溫度為180℃～250℃，采用的升溫速率為3℃/min～6℃/min，烘干時間為1h～2h；型殼焙燒的溫度為750℃～950℃，采用的升溫速率為5℃/min～10℃/min，焙燒時間為2h～6h。

10.一種采用型殼抑制界面反應的鋁鋰合金鑄件，其特征在于：所述鋁鋰合金鑄件是采用權利要求1-9任一項所述的采用型殼抑制界面反應的鋁鋰合金鑄件的鑄造方法制備而成的。